热压用钢板和冲压成形品、以及冲压成形品的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及在制造汽车的结构零件时所用的、适于热压成形的热压用钢板，和由 运样的热压用钢板得到的冲压成形品，W及冲压成形品的制造方法。特别是设及在适用于 将预先加热的钢板(巧料)成形加工成既定的形状时，在付与形状的同时实施热处理，而得 到既定的强度的热压成形法上有用的热压用钢板，和冲压成形品，W及用于制造运样的冲 压成形品的有用的方法。
【背景技术】
[0002] 作为W地球环境问题为发端的汽车的燃油效率提高对策之一，车体的轻量化推 进，需要使汽车所使用的钢板尽可能地高强度化。另一方面，若使钢板高强度化，则冲压成 形时的形状精度会降低。
[0003] 由此，将钢板加热到既定的溫度(例如，成为奥氏体相的溫度)而降低强度后，通过 用比钢板低溫(例如室溫）的模具进行成形，在付与形状的同时，利用两者的溫差进行急冷 热处理(泽火），W确保成形后的强度的热压成形法在零件(冲压成形品）的制造中被采用。 还有，运样的热压成形法，除了热压法W外，还W热成形法、热冲压法、热压成型法、模压泽 火法等各种名称被称呼。
[0004] 图1是表示用于实施上述运样的热压成形的模具构成的概略说明图。图1中，1表示 冲头，2表示冲模，3表示巧缘压牢器，4表示钢板(巧料），BHF表示压边力，rp表示冲头肩半 径，rd表示冲模肩半径，CL表示冲头/冲模间间隙。另外，运些零件之中，可构成方式为，在冲 头1与冲模2中，使其各自的内部形成有能够使冷却介质(例如水)通过的通路la、2a，通过在 该通路中使冷却介质通过，W冷却运些构件。
[0005] 使用运样的模具而进行热压成形(例如，热深冲加工）时，将钢板(巧料)4,加热到 (Aci相变点~Ac補变点）的二相域溫度或Ac補变点W上的单相域溫度，W使之软化的状态 开始成形。即，W将处于高溫状态的钢板4夹在冲模2与巧缘压牢器3之间的状态，用冲头1将 钢板4压入冲模2的腔内（图1的2、2间），一边收缩钢板4的外径，一边成形为冲头1的外形所 对应的形状。另外，通过在成形同时冷却冲头和冲模，进行从钢板4向模具(冲头和冲模）的 排热，并且在成形下死点（冲头前端位于最深部的时刻：图1所示的状态)进一步保持冷却， 由此实施原材的泽火。通过实施运样的成形法，能够得到尺寸精度良好的1500MPa级的成形 品，而且与冷态下成形同等强度级的零件时相比较，由于能够减少成形载荷，所W压床的容 量很小即可。
[0006] 作为目前广泛使用的热压用钢板，已知W22MnB5钢为原材。该钢板其抗拉强度为 1500MPa，延伸率为6~8%左右，适用于耐冲击构件(碰撞时极力不使之变形，不会断裂的构 件）。但是，像能量吸收构件运样需要变形的零件中，因为延伸率(延展性)低，所W适用困 难。
[0007] 作为发挥着良好的延伸率的热压用钢板，例如也提出有专利文献1~4运样的技 术。在运些技术中，通过将钢板中的碳含量设定在各种各样的范围，调整各个钢板的基本的 强度等级，并且导入变形能力高的铁素体，减少铁素体和马氏体的平均粒径，从而实现延伸 率的提高。运些技术虽然对于延伸率的提高有效，但是如果从对应钢板的强度而提高延伸 率的观点出发，则依然不充分。例如，抗拉强度TS为1470MPa W上的，延伸率化最大为10.2 % 左右，还要求进一步改善。
[000引另一方面，与至今为止所研究的热压成型成形品相比，关于强度等级低的成形品， 例如抗拉强度TS为980MPa级、1 ISOMPa级，在冷压时成形精度存在问题，作为其改善对策，有 对于低强度热压的需求。运时，需要大幅改善成形品的能量吸收特性。
[0009] 特别是近年来，在1个零件内带有强度差的技术的开发推进。作为运样的技术，提 出有在应该防止变形的部位为高强度(高强度侧:耐冲击部位侧），在需要能量吸收的地方 为低强度且为高延展性(低强度侧:能量吸收部位侧）的技术。例如，在中型W上的邸车中， 侧面碰撞时和后方碰撞时考虑并存性(小型车在碰撞时也要保护对方的功能），在B柱和侧 梁的零件内，有使之拥有耐冲击性和能量吸收性的两种功能部位的情况。为了制作运样的 零件，提出有如下等方法：（a)在通常的热压用钢板上，接合即使加热?模压泽火至相同溫 度，也不会成为低强度的钢板(拼焊板:TWB)方法；（b)让模具中的冷却速度有所差异，而使 钢板的每个区域带有强度差的方法；（C)使钢板的每个区域的加热溫度有所差异而赋予强 度差的方法。
[0010] 在运些技术中，在高强度侧（耐冲击部位侧）可达成抗拉强度：1500M化级，但在低 强度侧（能量吸收部位侧）最大抗拉强度:700MPa，延伸率化：17 %左右，为了进一步提高能 量吸收特性，要求在更高强度下实现高延展性。
[0011] 另外，为了通过热压成型实现复杂形状，要求面向在室溫下进行冲压成形而达到 某种程度的形状后，再进行热压成型运一方向的应用，而为了可切割供热压成型的冲压成 形的钢板，还同时要求热压成型用钢板的强度不要过高。
[0012] 可是汽车零件，需要主要由点焊接合，而可知焊接热影响部化AZ)的强度降低显 著，焊接接头的强度降低(软化)（例如，非专利文献1)。
[001引【现有技术文献】
[0014] 【专利文献】
[0015] 专利文献1:日本特开2010-65292号公报
[0016] 专利文献2:日本特开2010-65293号公报
[0017] 专利文献3:日本特开2010-65294号公报
[0018] 专利文献4:日本特开2010-65295号公报
[0019] 【非专利文献】
[0020] 非专利文献1:广末等"新日铁技报"第378号第15~20页(2003)
【发明内容】
[0021] 本发明鉴于上述情况而形成，其目的在于，提供一种热压用钢板，其在热压前能够 易于成形和加工，并且在成形品内要求有均匀的特性时，能够得到可W高水平达成高强度 与延伸率的平衡的冲压成形品，而在单一成形品内要求有相当于耐冲击部位和能量吸收部 位的区域时，能够对应各自的区域，W高水平达成高强度与延伸率的平衡，而且在得到HAZ 的软化防止特性良好的冲压成形品上是有用的热压用钢板，和提供发挥着上述特性的运种 冲压成形品，w及用于制造运样的冲压成形品的有用的方法。
[0022] 能够达成上述目的的所谓本发明的热压用钢板，其特征在于，分别含有
[0023] C: 0.15~0.5% (质量％的意思。W下，设及化学成分组成均同。）、
[0024] Si:0.2 ~3%、
[00 巧]Μη :0.5~3 %、
[0026] P:0.05%W下(不含 0%)、
[0027] S:0.05%W 下(不含 0%)、
[002引 Al:0.01 ~1%、
[0029] B:0.0002 ~0.01%、
[0030] 11:3.4^]+0.01%^上，3.4^]+0.1%^下（其中，[^表示饰勺含量(质量％))、和
[0031] N:0.0010~0.01%，余量由铁和不可避免的杂质构成，
[0032] 钢板中包含的含Ti析出物之中，当量圆直径为30nmW下的含Ti析出物的平均当量 圆直径为6nmW下，并且钢中的析出Ti量与总Ti量满足下述（1)式的关系，并且，金属组织 中，铁素体的分率为30面积％ ^上。还有，所谓"当量圆直径"，是着眼于含Ti析出物(例如 TiC)的大小(面积)时，换算成相同面积的圆时的直径（"平均当量圆直径"是其平均值）。
[0033] 析出Ti量(质量％)-3.4[N]<0.5X [总Ti量(质量％)-3.4[N]]...(l)
[0034] ((1)式中，[N]表示钢中的N的含量(质量％ ))
[0035] 在本发明的热压成形用钢板中，根据需要，作为其他的元素，还含有下述(a)~k) 中的至少1个也有用。对应根据需要而含有的元素的种类，冲压成形品的特性得到进一步改 善。
[0036] (a)从V、Nb和Zr所构成的群中选择的一种W上:合计为0.1%W下(不含0%)
[0037] (b)从化、Ni、化和Mo所构成的群中选择的一种W上:合计为1 % W下（不含0 % )
[003引 （C)从Mg、化和REM所构成的群中选择的一种W上:合计为0.01 % W下（不含0 % )
[0039] 能够达成上述目的的所谓本发明的冲压成形品的制造方法，其特征在于，将上述 运样的本发明的热压用钢板，加热到Aci相变点+20°CW上、Ac3相变点-20°CW下的溫度后， 开始所述钢板的冲压成形，成形中和成形结束后一边在模具内确保20°C/秒W上的平均冷 却速度，一边冷却至比贝氏体相变开始溫度Bs低100°C的溫度W下。
[0040] 在本发明的冲压成形品中，冲压成形品的金属组织中，残留奥氏体:3~20面积％， 铁素体:30~80面积％，贝氏体铁素体:低于30面积％ (不含0面积％ )，马氏体:31面积％ W 下(不含0面积％)，冲压成形品中包含的含Ti析出物之中，当量圆直径为30nmW下的含Ti析 出物的平均当量圆直径为lOnmW下，并且钢中的析出Ti量与总Ti量满足下述（1)式的关系， 在成形品内能够W高水平并作为均匀的特性而达成高强度与延伸率的平衡。
[0041] 析出Ti量(质量％)-3.4[N]<0.5X[总Ti量(质量％)-3.4[N]]. . .(1)
[0042] ((1)式中，[N]表示钢中的N的含量(质量％ ))
[0043] 另一方面，能够达成上述目的的所谓本发明的冲压成形品的另一制造方法，是使 用上述运样的热压用钢板，将钢板的加热区域至少分成2个区域，将其中一个区域加热至 Ac3相变点W上且950°CW下的溫度，并且将另一个区域加热至Aci相变点+20°CW上且Ac3相 变点-20°CW下的溫度后，对于两个区域开始冲压成形，成形中和成形结束后，无论哪个区 域，均是在模具内一边确保20°C/秒W上的平均冷却速度，一边冷却至马氏体相变开始溫度 Ms W下的溫度。
[0044] 本发明另外的冲压成形品，是具有上述运样的化学成分组成的钢板的冲压成形 品，其特征在于，所述冲压成形品具有:金属组织为残留奥氏体:3~20面积％、马氏体:80面 积％^上的第一区域，和金属组织为残留奥氏体:3~20面积％、铁素体:30~80面积％、贝 氏体铁素体:低于30面积％ (不含0面积％)、马氏体:31面积％ ^下(不含0面积％)的第二区 域，该第二区域的钢中包含的含Ti析出物之中，当量圆直径为30nmW下的含Ti析出物的平 均当量圆直径为10皿W下，并且钢中的析出Ti量与总Ti量满足下述（1)式的关系。在运样的 冲压成形品中，能够对应各自的区域，高水平达成高强