СПОСОБ ЗАКАЛКИ ПОД ПРЕССОМ Российский патент 2023 года по МПК C21D8/04 B32B15/00 C21D9/48 C23C2/04 C23C2/12 C21D1/74 C23C2/28 C23C2/40 C23C28/00 

Настоящее изобретение относится к способу закалки под прессом, включающему нанесение на стальной лист предварительного покрытия для антикоррозионных целей, на которое непосредственно поверх наносится предварительное противоводородное покрытие, которое лучше препятствует поглощению водорода, и детали, обладающей подходящей стойкостью к замедленному растрескиванию. Изобретение особенно хорошо подходит для производства автомобилей.

Стальной лист с покрытием для закалки под прессом иногда называют «с предварительным покрытием», эта приставка указывает на то, что во время термической обработки перед штамповкой произойдет изменение свойств предварительного покрытия. Может присутствовать более одного предварительного покрытия. Это изобретение раскрывает два предварительных покрытия.

Известно, что некоторые области применения, особенно в автомобильной сфере, требуют дополнительного облегчения и усиления металлических конструкций в случае удара, а также подходящей способности к вытяжке. С этой целью обычно применяют стали с улучшенными механическими свойствами, формируемые холодной и горячей штамповкой.

Однако известно, что чувствительность к замедленному растрескиванию увеличивается с повышением механической прочности, в частности, после некоторых операций холодной или горячей штамповки, поскольку после деформации могут сохраняться высокие остаточные напряжения. В сочетании с атомарным водородом, который может присутствовать в стальном листе, эти напряжения могут привести к замедленному растрескиванию, то есть растрескиванию, которое происходит через некоторое время после самой деформации. Водород может постепенно накапливаться за счет диффузии в дефектах кристаллической решетки, таких как границы раздела матрица/включение, границы двойников и границы зерен. Именно в последних дефектах водород может стать вредным компонентом, достигнув через определенное время критической концентрации. Эта задержка обусловлена полем распределения остаточных напряжений и кинетикой диффузии водорода, причем коэффициент диффузии водорода при комнатной температуре мал. Кроме того, водород, локализованный на границах зерен, ослабляет их сцепление и способствует возникновению замедленных межзеренных трещин.

Некоторые детали изготавливают путем предварительного легирования стального листа с покрытием на основе алюминия и последующего горячего формования предварительно легированного стального листа с покрытием. Как правило, эти детали имеют очень низкие характеристики в отношении поглощения водорода во время отжига в камерной печи и во время горячей штамповки. Действительно, поскольку отжиг в камерной печи выполняют в течение нескольких часов, большое количество водорода может быть поглощено особенно во время отжига в камерной печи.

Заявка EP3396010 раскрывает способ изготовления стального листа с покрытием из сплава Al-Fe для горячей штамповки, причем стальной лист с покрытием из сплава Al-Fe имеет высокую стойкость к замедленному разрушению под действием наводороживания и отделению слоя покрытия, а также высокую свариваемость, причем способ включает:

- формирование слоя покрытия Al-Si на поверхности основного стального листа,

- нагрев основного стального листа с покрытием Al-Si до максимальной температуры термообработки в диапазоне 450 - 750°C со скоростью нагрева 1 - 500°C/час в нагревательной печи, в которой атмосфера, имеет точку росы ниже -10°C; и

- формирование слоя покрытия из сплава Al-Fe на поверхности основного стального листа путем выдержки основного стального листа с покрытием Al-Si при максимальной температуре термообработки в течение 1 - 100 часов.

Атмосфера процесса отжига в камерной печи и условия термообработки регулируются для получения определенной микроструктуры и характеристик Al-Fe для предотвращения замедленного разрушения под действием наводороживания.

Действительно, в этой заявке раскрыт стальной лист с покрытием из сплава алюминия и железа (Al-Fe) для горячей штамповки, имеющий высокую стойкость к замедленному разрушению под действием наводороживания и отделению слоя покрытия, а также высокую свариваемость, стальной лист с покрытием из сплава Al-Fe, включающий стальную основу листа и слой покрытия из сплава, сформированный между стальной основой листа и оксидным слоем, при этом слой покрытия из сплава включает:

слой I из сплава Al-Fe, сформированный на стальном листе-основе и имеющий твердость по Виккерсу 200 Hv - 800 Hv;

слой III из сплава Al-Fe, сформированный на слое I сплава Al-Fe и имеющий твердость по Виккерсу 700 Hv - 1200 Hv; и

слой II из сплава Al-Fe, сформированный в слое III из сплава Al-Fe непрерывно или прерывисто в направлении длины стального листа и имеющий твердость по Виккерсу 400 Hv - 900 Hv,

при этом среднее содержание кислорода на глубине 0,1 мкм от поверхности оксидного слоя составляет 20% масс. или менее.

Однако на практике очень трудно получить стальной лист с покрытием из алюминиево-железного сплава, имеющий специфическую микроструктуру и характеристики. Действительно, раскрыт широкий диапазон точек росы и скорости нагрева. Таким образом, существует риск того, что конкретное покрытие из сплава Al-Fe не будет получено во всем диапазоне, что приведет к существенным исследовательским усилиям по поиску соответствующих параметров.

Заявка EP2312005 раскрывает способ изготовления стального листа с алюминиевым покрытием для быстрого нагрева горячей штамповки, характеризующийся отжигом стального листа с алюминиевым покрытием с количеством нанесенного алюминиевого покрытия на сторону 30 - 100 г/м², в камерной печи для отжига, как в виде рулона, при котором отжиг с комбинацией времени удерживания и температуры отжига во внутренней области, включая стороны пятиугольника, имеющего пять точек координат (600°C, 5 часов), (600°C, 200 часов), ( 630°C, 1 час), (750°C, 1 час) и (750°C, 4 часа) в качестве вершины в плоскости XY, со временем удерживания и температуры отжига по оси X и оси Y, и ось X приведена в логарифмическом масштабе. Эта заявка также раскрывает стальной лист с алюминиевым покрытием для быстрого нагрева горячей штамповки, полученный вышеуказанным способом.

В патенте рекомендуются условия для проведения отжига в камерной печи при температуре 600 - 750°C в атмосфере воздуха для снижения содержания водорода в стали. Однако количество водорода, поглощенного при отжиге в камерной печи, все еще велико.

Таким образом, задачей изобретения является создание легко реализуемого способа закалки под прессом, при котором предотвращается поглощение водорода предварительно легированным стальным листом на основе алюминия и, следовательно, закаленной деталью. Оно направлено на создание детали, обладающей подходящей стойкостью к замедленному растрескиванию, которая может быть получена с помощью указанного способа закалки под прессом, включая горячее формование.

Эта задача достигается за счет предложения способа закалки под прессом, включающего следующие стадии:

A. приготовление стального листа для термической обработки, предварительно покрытого предварительным покрытием на основе цинка или алюминия в целях защиты от коррозии,

B. нанесение противоводородного предварительного покрытия толщиной 10 - 550 нм,

C. отжиг в камерной печи стального листа с предварительно нанесенным покрытием в инертной атмосфере для получения предварительно легированного стального листа,

D. резка предварительно легированного стального листа для получения заготовки,

E. термическая обработка заготовки для получения полностью аустенитной микроструктуры стали,

F. перемещение заготовки в пресс-форму,

G. горячее формование заготовки для получения детали,

H. охлаждение детали, полученной на стадии G), для получения микроструктуры стали, являющейся мартенситной или мартенситно-бейнитной или состоящей, по меньшей мере, из 75% об. равноосного феррита, 5 - 20% об. мартенсита и бейнита в количестве менее или равном 10% об.

Действительно, не желая быть связанными какой-либо теорией, изобретатели неожиданно установили, что, когда стальной лист предварительно покрывают противоводородным покрытием и когда отжиг в камерной печи выполняют в инертной атмосфере, поглощение водорода стальным листом снижено. Действительно, считается, что благодаря противоводородному предварительному покрытию на поверхности противоводородного предварительного покрытия образуются термодинамически стабильные оксиды с низкой кинетикой диффузии. Эти термодинамически стабильные оксиды уменьшают поглощение H₂. Кроме того, представляется, что когда атмосфера отжига в камерной печи не является окислительной, это позволяет дополнительно предотвратить поглощение водорода, поскольку предварительное покрытие диффундирует и окисляется на поверхности предварительно покрытого стального листа. Таким образом, предварительное покрытие на основе цинка или алюминия и противоводородное покрытие окисляющиеся на поверхности предварительно покрытого стального листа, оба действуют как противоводородное.

На стадии A) используемый стальной лист изготовлен из стали, прошедшей термическую обработку, как описано в европейском стандарте EN 10083. Он может иметь прочность на растяжение выше 500 МПа, преимущественно 500 - 2000 МПа до или после термообработки.

Массовый состав стального листа предпочтительно следующий: 0,03% ≤ C ≤ 0,50%; 0,3% ≤ Mn ≤ 3,0%; 0,05% ≤ Si ≤ 0,8%; 0,015% ≤ Ti ≤ 0,2%; 0,005% ≤ Al ≤ 0,1%; 0% ≤ Cr ≤ 2,50%; 0% ≤ S ≤ 0,05%; 0% ≤ P≤ 0,1%; 0% ≤ В ≤ 0,010%; 0% ≤ Ni ≤ 2,5%; 0% ≤ Mo ≤ 0,7%; 0% ≤ Nb ≤ 0,15%; 0% ≤ N ≤ 0,015%; 0% ≤ Cu ≤ 0,15%; 0% ≤ Ca ≤ 0,01%; 0% ≤ W ≤ 0,35%, остальное железо и неизбежные примеси возникающие при производстве стали.

Например, стальной лист 22MnB5 следующего состава: 0,20% ≤ C ≤ 0,25%; 0,15% ≤ Si ≤ 0,35%; 1,10% ≤ Mn ≤ 1,40%; 0% ≤ Cr ≤ 0,30%; 0% ≤ Mo ≤ 0,35%; 0% ≤ P ≤ 0,025%; 0% ≤ S ≤ 0,005%; 0,020% ≤ Ti ≤ 0,060%; 0,020% ≤ Al ≤ 0,060%; 0,002% ≤ B ≤ 0,004%, остальное железо и неизбежные примеси, возникающие при производстве стали.

Стальной лист может быть Usibor®2000 со следующим составом: 0,24% ≤ C ≤ 0,38%; 0,40% ≤ Mn ≤ 3%; 0,10% ≤ Si ≤ 0,70%; 0,015% ≤ Al ≤ 0,070%; 0% ≤ Cr ≤ 2%; 0,25% ≤ Ni ≤ 2%; 0,020% ≤ Ti ≤ 0,10%; 0% ≤ Nb ≤ 0,060%; 0,0005% ≤ В ≤ 0,0040%; 0,003% ≤ N ≤ 0,010%; 0,0001% ≤ S ≤ 0,005%; 0,0001% ≤ P ≤ 0,025%; при этом следует понимать, что содержание титана и азота удовлетворяют соотношению Ti/N > 3,42; и что содержание углерода, марганца, хрома и кремния удовлетворяет соотношению:

составом, необязательно включающим один или несколько элементов из следующих: 0,05% ≤ Мо ≤ 0,65%; 0,001% ≤ W ≤ 0,30%; 0,0005% ≤ Ca ≤ 0,005%, остальное железо и неизбежные примеси, возникающие при производстве стали.

Например, стальной лист представляет собой Ductibor®500 со следующим составом: 0,040% ≤ C ≤ 0,100%; 0,80% ≤ Mn ≤ 2,00%; 0% ≤ Si ≤ 0,30%; 0% ≤ S ≤ 0,005%; 0% ≤ Р ≤ 0,030%; 0,010% ≤ Al ≤ 0,070%; 0,015% ≤ Nb ≤ 0,100%; 0,030% ≤ Ti ≤ 0,080%; 0% ≤ N ≤ 0,009%; 0% ≤ Cu ≤ 0,100%; 0% ≤ Ni ≤ 0,100%; 0% ≤ Cr ≤ 0,100%; 0% ≤ Mo ≤ 0,100%; 0% ≤ Ca ≤ 0,006%, остальное железо и неизбежные примеси, возникающие при производстве стали.

Стальной лист может быть получен путем горячей прокатки и, необязательно, холодной прокатки в зависимости от искомой толщины, которая может составлять, например, 0,7 - 3,0 мм.

Необязательно, на стадии А) предварительное противоводородное покрытие включают необязательные элементы, выбранные из Sr, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Zr или Bi, массовое содержание каждого дополнительного элемента составляет менее 0,3% масс.

Предпочтительно на стадии А) предварительное противоводородное покрытие включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из: никеля, хрома, алюминия, магния и иттрия.

Предпочтительно на стадии А) предварительное противоводородное покрытие состоит из никеля и хрома, т.е. предварительное барьерное покрытие включает никель, хром и неизбежные примеси. Преимущественно массовое отношение Ni/Cr составляет 1,5 - 9. Действительно, не желая связывать себя какой-либо теорией, полагают, что это конкретное отношение дополнительно снижает поглощение водорода во время аустенитизации.

В другом предпочтительном осуществлении предварительное противоводородное покрытие состоит из никеля и алюминия, т.е. предварительное противоводородное покрытие включает Ni, Al и неизбежные примеси.

В другом предпочтительном осуществлении противоводородное предварительное покрытие состоит на 50%, или 75%, или 90% масс. из хрома. Более предпочтительно оно состоит из хрома, т.е. предварительное противоводородное покрытие включает только Cr и неизбежные примеси.

В другом предпочтительном осуществлении противоводородное предварительное покрытие состоит из 50%, или 75%, или 90% масс. магния. Более предпочтительно оно состоит из магния, т.е. предварительное противоводородное покрытие включает только магний и неизбежные примеси.

В другом предпочтительном осуществлении предварительное противоводородное покрытие состоит из никеля, алюминия и иттрия, то есть предварительное противоводородное покрытие включает Ni, Al и Y и неизбежные примеси.

Предпочтительно на стадии А) предварительное противоводородное покрытие имеет толщину 10 - 90 нм или 150 - 250 нм. Например, толщина предварительного противоводородного покрытия составляет 50, 200 или 400 нм.

Не желая связывать себя какой-либо теорией, представляется, что когда толщина предварительного противоводородного покрытия составляет менее 10 нм, существует риск того, что водород абсорбируется сталью, поскольку предварительное противоводородное покрытие недостаточно покрывает стальной лист. Когда предварительное противоводородное покрытие превышает 550 нм, представляется, что существует риск того, что предварительное противоводородное покрытие станет более хрупким и что из-за хрупкости барьерного покрытия начнется абсорбция водорода.

В предпочтительном осуществлении предварительное покрытие на основе цинка или алюминия, в основном содержащее алюминий, включает менее 15% Si, менее 5,0% Fe, необязательно 0,1 - 8,0% Mg и необязательно 0,1 - 30,0% Zn, остальное составляет Al. Например, предварительным покрытием на основе цинка или алюминия является AluSi®.

В другом предпочтительном осуществлении цинковое или алюминиевое предварительное покрытие, в основном содержащее цинк, включает менее 6,0% Al, менее 6,0% Mg, остальное представляет собой Zn. Например, предварительное покрытие на основе цинка или алюминия представляет собой цинковое покрытие для получения следующего продукта: Usibor® GI.

Предварительное покрытие на основе цинка или алюминия может также включать примеси и остаточные элементы, такие как железо, с содержанием до 5,0%, предпочтительно 3,0% масс.

Предпочтительно предварительные покрытия на стадии А) наносят физическим осаждением из паровой фазы, гальваническим цинкованием, горячим погружением или валиком. Предпочтительно предварительное противоводородное покрытие наносят с помощью электронно-лучевого осаждения или валиком. Предпочтительно предварительное покрытие на основе цинка или алюминия наносят путем горячего погружения.

Необязательно после нанесения предварительного покрытия может быть выполнена прокатка в валках дрессировочной клети, позволяющая упрочнить стальной лист с предварительно нанесенным покрытием и придать ему шероховатость, облегчающую последующую формовку. Обезжиривание и обработка поверхности могут применяться для улучшения, например, адгезионного сцепления или коррозионной стойкости.

Предпочтительно на стадии С) отжиг в камерной печи проводят при температуре 450 - 750°С, предпочтительно 550 - 750°С.

Предпочтительно на стадии С) инертный газ выбирают из гелия (He), неона (Ne), аргона (Ar), азота, водорода или их смеси.

Преимущественно на стадии С) скорость нагрева при отжиге в камерной печи выше или равна 5000°С·ч^-1, более предпочтительно 10000 - 15000°С·ч^-1 или 20000 - 35000°С·ч^-1.

Предпочтительно на стадии С) скорость охлаждения ниже или равна 100°С·ч^-1. Предпочтительно скорость охлаждения имеет три скорости охлаждения, в интервале 1 - 100°С·ч^-1.

Предпочтительно на стадии С) отжиг партии проводят в течение 1 - 100 часов.

Затем лист предварительно легированной стали разрезают на заготовки.

Заготовку подвергают термической обработке в печи с инертной атмосферой.

Предпочтительно на стадиях С) и/или Е) точка росы ниже или равна -10°С, более предпочтительно между -30°С и -60°С. Действительно, не желая быть связанными какой-либо теорией, полагают, что, когда точка росы находится в вышеуказанном диапазоне, слой термодинамически стабильных оксидов еще больше снижает поглощение H₂ во время термической обработки.

Предпочтительно термическую обработку проводят при температуре 800 - 970°С. Более предпочтительно термическую обработку проводят при температуре аустенизации Tm, обычно при 840 - 950°С, предпочтительно при 880 - 930°С. Преимущественно указанная заготовка выдерживается в течение времени выдержки tm 1 - 12 минут, предпочтительно 3 - 9 минут. При термической обработке перед горячей штамповкой предварительные покрытия образуют слой сплава, обладающий высокой стойкостью к коррозии, истиранию, износу и усталости.

При температуре окружающей среды механизм поглощения водорода сталью отличается от высокотемпературной обработки, в частности, аустенитизации. Действительно, обычно при высокой температуре вода в печи диссоциирует на поверхности стального листа на водород и кислород. Не желая быть связанными какой-либо теорией, полагают, что предварительное противоводородное покрытие и инертная атмосфера отжига в камерной печи могут предотвратить диссоциацию воды на поверхности противоводородного предварительного покрытия и могут предотвратить диффузию водорода через оба предварительного покрытия.

После термической обработки заготовку переносят в устройство горячей штамповки и подвергают горячей штамповке при температуре 600 - 830°С. Горячая штамповка может быть горячей штамповкой или профилированием. Предпочтительно заготовку подвергают горячей штамповке. Затем деталь охлаждается в устройстве горячей штамповки или после перемещения на специальное устройство для охлаждения.

Скорость охлаждения регулируют в зависимости от состава стали так, чтобы конечная микроструктура после горячей штамповки состояла в основном из мартенсита, предпочтительно содержала мартенсит или мартенсит и бейнит, или состояла не менее чем на 75% из равноосного феррита, 5 - 20% мартенсита и бейнита в количестве, менее или равном 10%.

Таким образом, путем горячего формования получают закаленную деталь, имеющую подходящую стойкость к замедленному растрескиванию в соответствии с изобретением.

Предпочтительно деталь включает стальной лист, предварительно покрытый предварительным покрытием на основе цинка или алюминия, причем этот 1^ый слой предварительного покрытия непосредственно покрывают противоводородным покрытием и оксидным слоем, включающим термодинамически стабильные оксиды, причем такое противоводородное покрытие сплавлено за счет диффузии с предварительным покрытием на основе цинка или алюминия, при этом предварительное покрытие на основе цинка или алюминия сплавляется со стальным листом. Действительно, не желая полагаться на какую-либо теорию, представляется, что железо из стального листа диффундирует к поверхности предварительного противоводородного покрытия во время термической обработки.

Предпочтительно термодинамически стабильные оксиды могут включать соответственно Cr₂O₃; FeO; NiО; Fe₂O₃; Fe₃O₄, MgO, Y₂O₃ или их смесь.

Если предварительное покрытие на основе цинка или алюминия в основном состоит из цинка, оксиды могут также включать ZnO. Если предварительное покрытие на основе цинка или алюминия в основном содержит алюминий, оксиды могут также включать Al₂O₃ и/или MgAl₂O₄.

Предпочтительно толщина оксидного слоя составляет 10 - 550 нм.

Предпочтительно деталь представляет собой переднюю поперечину, поперечину сиденья, элемент бокового порога, поперечину передней панели, передний усилитель пола, заднюю поперечину пола, заднюю поперечину, среднюю стойку, дверное кольцо или переднее сидение.

В случае автомобильных деталей после стадии фосфатирования деталь погружают в ванну для электроосаждения. Обычно толщина фосфатного слоя составляет 1 - 2 мкм, а толщина слоя электролитического покрытия составляет 15 - 25 мкм, предпочтительно менее или равна 20 мкм. Катафорезный слой обеспечивает дополнительную защиту от коррозии. После стадии электроосаждения могут быть нанесены другие слои краски, например, грунтовочный слой краски, слой основного покрытия и верхний слой покрытия.

Перед нанесением на деталь электролитического покрытия деталь предварительно обезжиривают и фосфатируют, чтобы обеспечить адгезию после катафореза.

Изобретение теперь будет объяснено на примере испытаний, проведенных только для информации. Они не являются ограничивающими.

Примеры

Для всех образцов используют стальные листы марки 22MnB5. Состав стали следующий: С = 0,2252%; Mn = 1,1735%; Р = 0,0126%, S = 0,0009%; N = 0,0037%; Si = 0,2534%; Cu = 0,0187%; Ni = 0,0197%; Cr = 0,180%; Sn = 0,004%; Al = 0,0371%; Nb = 0,008%; Ti = 0,0382%; В = 0,0028%; Мо = 0,0017%; As = 0,0023% и V = 0,0284%.

Все стальные листы предварительно покрыты 1^ым предварительным покрытием с антикоррозионной целью, называемым далее «AluSi®». Это предварительное покрытие включает 9% масс. кремния, 3% масс. железа, остальное составляет алюминий. Наносится методом горячего цинкования.

Затем на два образца предварительно наносят второе предварительное покрытие, включающее 80% Ni и 20% Cr, нанесенное магнетронным распылением.

Пример 1. Испытание на адсорбцию водорода:

Это испытание используется для определения количества водорода, поглощенного во время аустенитизации методом закалки под прессом.

Образец 1 представляет собой стальной лист с предварительно нанесенным 1^ым предварительным покрытием AluSi® (25 мкм). Затем был проводят отжиг в камерной печи при температуре 650°С в течение 5 часов. Скорость нагрева составляет 10800°С.ч^-1. Атмосферой отжига в камерной печи является азот. Охлаждение после отжига в камерной печи проводят со скоростью 85°С.ч^-1 в течение 2 часов 20 минут, 19°С.ч^-1 в течение 17 часов и 2,5°С.ч^-1 в течение 8 часов.

Образец 2 представляет собой стальной лист с предварительно нанесенным 1^ым предварительным покрытием AluSi® (25 мкм) и 2^ым предварительным покрытием, включающим 80% Ni и 20% Cr. Затем проводят отжиг в камерной печи при температуре 650°С в течение 5 часов. Скорость нагрева составляет 10800°С.ч^-1. Атмосферой отжига в камерной печи является азот. Охлаждение после отжига в камерной печи проводят со скоростью 85°С.ч^-1 в течение 2 ч 20 мин, 19°С.ч^-1 в течение 17 ч и 2,5°С.ч^-1 в течение 8 ч.

Образец 3 представляет собой стальной лист с предварительно нанесенным 1^ым предварительным покрытием AluSi® (25 мкм). Затем проводят отжиг в камерной печи при температуре 650°С в течение 5 часов. Скорость нагрева составляет 10800°С.ч^-1. Атмосферой отжига в камерной печи является воздух. Охлаждение после отжига в камерной печи проводят со скоростью 85°С.ч^-1 в течение 2 часов 20 минут, 19°С.ч^-1 в течение 17 часов и 2,5°С.ч^-1 в течение 8 часов.

Образец 4 представляет собой стальной лист с предварительно нанесенным 1^ым предварительным покрытием AluSi® (25 мкм) и 2^ым предварительным покрытием, включающим 80% Ni и 20% Cr. Затем проводят отжиг в камерной печи при температуре 650°С в течение 5 часов. Скорость нагрева составляет 10800°С.ч^-1. Атмосферой отжига в камерной печи является воздух. Охлаждение после отжига в камерной печи проводят со скоростью 85°С.ч^-1 в течение 2 часов 20 минут, 19°С.ч-1 в течение 17 часов и 2,5°С.ч-1 в течение 8 часов.

После этого все образцы разрезают и нагревают при температуре 900°С в течение времени выдержки 3 минуты. Атмосферой при термообработке является воздух. Заготовки переносят в пресс-форму и подвергают горячей штамповке для получения деталей переменной толщины. Затем детали охлаждают погружением в теплую воду для осуществления упрочнения путем мартенситного превращения.

Наконец, количество водорода, адсорбированного в ходе испытаний во время термической обработки, измеряют путем термической десорбции с использованием TDA или анализатора термической десорбции. Для этого каждый образец помещают в кварцевую камеру и медленно нагревают в инфракрасной печи в токе азота. Выделившуюся смесь водород/азот улавливают течеискателем, а концентрацию водорода измеряют масс-спектрометром. Результаты представлены в следующей таблице 1:

Образцы 2^ое предварительное покрытие Атмосфера Отношение Ni/Cr Толщина 2^го предварительного покрытия (нм) Содержание H₂ (ч/млн месс.) 1 - N₂ - - 0,6 2* Ni/Cr 80/20 N₂ 4 200 0,35 3 - воздух - - 0,9 4 Ni/Cr 80/20 воздух 4 200 0,6

*: пример согласно изобретению.

Образец 2 по настоящему изобретению выделяет значительно меньшее количество водорода по отношению со сравнительными примерами.

Изобретение относится к способу получения стальной детали с покрытием. Способ включает следующие стадии: A) предоставление стального листа для термической обработки, предварительно покрытого предварительным покрытием на основе алюминия для защиты от коррозии; B) нанесение предварительного уменьшающего диффузию водорода в стальной лист покрытия толщиной 10-550 нм, которое содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля, хрома, магния, алюминия или иттрия; C) отжиг в камерной печи стального листа с предварительно нанесенным уменьшающим диффузию водорода в стальной лист покрытием в инертной атмосфере при температуре 450-750°С в течение 1-100 часов для получения предварительно легированного стального листа; D) резка предварительно легированного стального листа для получения заготовки; E) термическая обработка заготовки при температуре 800-970°С в течение 1-12 мин для получения полностью аустенитной микроструктуры стали; F) перемещение заготовки в пресс-форму; G) горячее формование заготовки для получения детали при температуре 600-830°С; H) охлаждение детали, полученной на стадии G), для получения микроструктуры стали, являющейся мартенситной. Технический результат заключается в создании детали, обладающей подходящей стойкостью к замедленному растрескиванию. 7 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

1. Способ получения стальной детали с покрытием, включающий следующие стадии:

A) предоставление стального листа для термической обработки, предварительно покрытого предварительным покрытием на основе алюминия для защиты от коррозии,

B) нанесение предварительного уменьшающего диффузию водорода в стальной лист покрытия толщиной 10-550 нм, которое содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля, хрома, магния, алюминия или иттрия,

C) отжиг в камерной печи стального листа с предварительно нанесенным уменьшающим диффузию водорода в стальной лист покрытием в инертной атмосфере при температуре 450-750°С в течение 1-100 часов для получения предварительно легированного стального листа,

D) резка предварительно легированного стального листа для получения заготовки,

E) термическая обработка заготовки при температуре 800-970°С в течение 1-12 мин для получения полностью аустенитной микроструктуры стали,

F) перемещение заготовки в пресс-форму,

G) горячее формование заготовки для получения детали при температуре 600-830°С,

H) охлаждение детали, полученной на стадии G), для получения микроструктуры стали, являющейся мартенситной.

2. Способ по п. 1, в котором на стадии В) предварительное уменьшающее диффузию водорода в стальной лист покрытие состоит из никеля и хрома, или никеля и алюминия, или магния, или хрома, или никеля, алюминия и иттрия.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором на стадии А) предварительное покрытие на основе алюминия содержит, в мас.%: менее 15 Si, менее 5,0 Fe, необязательно 0,1-8,0 Mg и необязательно 0,1-30,0 Zn, остальное Al.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором на стадии С) скорость нагрева при отжиге в камерной печи выше или равна 5000°С⋅ч^-1.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором на стадии С) скорость охлаждения ниже или равна 100°С⋅ч^-1.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором инертный газ для создания инертной атмосферы выбирают из гелия (He), неона (Ne), аргона (Ar), азота, водорода или их смеси.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором на стадии Е) независимо друг от друга атмосфера является инертной или имеет окислительную способность, равную или превышающую окислительную способность атмосферы, состоящей из 1% об. кислорода, и равной или меньшей, чем у атмосферы, включающей 50% об. кислорода.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором на стадии Е) атмосфера имеет точку росы ниже или равную -10°С.