用于制造钢构件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于制造钢构件的方法，该钢构件具有大于1200M化的抗拉强度 Rm和至少为6 %的断裂延伸率A50。
【背景技术】
[0002] 按照本发明制造的钢构件的特征在于非常高的强度与良好的延伸性能相结合并 且特别适合作为机动车车身的构件。
[0003] "扁钢产品"的概念在此理解为通过一个社制过程产生的钢板或钢带，W及由其分 隔而成的扁巧或类似物。按照本发明类型的钢构件通过成型过程由运类扁钢产品制成。
[0004] 在此若仅W"%"说明合金含量，只要没有明确地说明代表其他含义，都意味着"重 量％"。
[0005] 如果在此谈及"断裂延伸率A50"、"断裂延伸率A80"或者"抗拉强度Rm"，都是指根 据DIN EN 6892-1确定的机械特征值。
[0006] US 6,364,968 B1中已知一种用于制造经热社的钢板的方法，该钢板在厚度不超 过3.5mm的情况下其机械特性应具有均匀的分布并且具有特别好的扩孔性能。在此，该方法 设置为，将扁巧加热至最高1200°C并随后W至少800°C、特别是950-1050°C的热社终止溫度 热社成为热社带材，该扁巧具有（W重量％ )〇. 05-0.30%的C，0.03-1.0%的Si，1.5-3.5% 的Μη,不高于0.02%的P，不高于0.005%的S，不高于0.150%的A1，不高于0.0200%的N，W 及选择性地或结合0.003-0.20 %的师或0.005-0.20 %的Ti。接下来将得到的热社带材W 20-150°C/sec的冷却速率冷却至300-550°C的卷取溫度，在该溫度下卷取成为卷材。在此， 在热社终止之后的2秒内进行冷却。运样得到的热社带材应具有W至少90%的贝氏体比重 的精细的贝氏体结构，其平均颗粒尺寸不超过3. Ομπι，其中，颗粒的最长轴的长度相对于最 短轴的长度的比例应不大于1.5而且颗粒的最长轴的长度应不大于ΙΟμπι。未由贝氏体占据 的剩余的组织结构应由回火马氏体组成，该回火马氏体在其外观和性能方面都非常类似于 贝氏体。W运种方式产生和制成的热社带材在15-23%的延伸率下具有850-1103Μ化的抗拉 强度。
[0007] ΕΡ 2 546 382 Α1另外还已知一种用于制造具有至少为1470MPa的抗拉强度的钢 板的方法，其中，该产品的延伸率和抗拉强度至少为29000MPa%。组成钢板的钢材在此除了 铁和不可避免的杂质W外还包括重量％示出）0.30-0.73%的C，不高于3.0%的Si,不高 于3.0%的A1，Si含量和A1含量的总量至少0.7%，0.2-8.0%的Cr，不高于10.0%的Μη，Cr含 量和Μη含量的总量至少1.0%，不高于0.1 %的P，不高于0.07%的SW及不高于0.010%的N。 运样组成的钢板W运样的方式加工，即，马氏体相对于整个钢材微观组织结构的面积比在 15-19 %的范围内而且组织结构的残余奥氏体含量为10-50 %。在此马氏体的至少50 %作为 回火马氏体存在而且回火马氏体的面积份额为至少10%。只要在组织结构中存在，组织结 构中的多边形铁素体的面积份额同时为最高10%。
[000引为了实现运一点，根据ΕΡ 2 546 382 Α1首先制造 W上述方式组成的、已热社的钢 板，即通过将钢预制材料、比如扁巧加热至1000-1300°C并随后在870-950°C的热社终止溫 度下社制成为热社带材。所得到的热社带材随后在350-720°C的卷取溫度下卷取成为卷材。 在卷取之后进行酸洗并随后在40-90%的变形程度下进行冷社。运样得到的冷社带材在运 样的溫度下保持15-1000秒，在该溫度下具有纯奥氏体的组织结构，随后W至少3°C/s的冷 却速度冷却至运样的溫度，该溫度在起于马氏体起始溫度W下并最高达到低于150°C溫度 的溫度范围内，从而在钢板的组织结构中产生回火马氏体。接下来，已冷社的钢板经过15-1000秒的持续时间而加热至340-500°C，从而使存在的残余奥氏体稳定。运样产生的冷社钢 板在不高于27%的延伸率下达到了大于leOOMPa的抗拉强度。
【发明内容】
[0009] 在上述现有技术的背景下，本发明的目的在于说明一种方法，该方法W简单的方 式实现了由上述类型的扁钢产品制造复杂成型的构件。
[0010] 按照本发明，通过为了制造具有高强度且良好的延伸性能的钢构件而实施权利要 求1中所述的操作步骤，实现了上述目的。
[0011] 本发明有利的设计在从属权利要求中说明并且随后类似于本发明的基本构思进 行详细说明。
[0012] 按照本发明的方法适用于制造钢构件，该钢构件具有大于1200MPa的抗拉强度Rm 和至少6%的断裂延伸率A50。针对运一目的，按照本发明的方法包括W下操作步骤：
[0013] -制备扁钢产品，该扁钢产品除了铁和不可避免的杂质W外还包括重量％示 出）：
[0014] 0:0.10-0.60%,
[0015] Si:0.4-2.5%,
[0016] A1:不高于 3.0%,
[0017] Mn:0.4-3.0%,
[001引化：不高于1%,
[0019] Cu:不高于 2.0%,
[0020] Mo:不高于 0.4%,
[0021] Cr:不高于 2%,
[0022] Co:不高于 1.5%,
[0023] Ti:不高于 0.2%,
[0024] 佩:不高于0.2%,
[00巧]V:不高于0.5%，
[0026] 其中，扁钢产品的组织结构中有至少10体积％由残余奥氏体组成，该残余奥氏体 包括颗粒尺寸至少为1WI1的球状的残余奥氏体岛状结构，
[0027] -将该扁钢产品加热至150-400°C的成型溫度，
[0028] 最高等于均匀延伸率Ag的变形程度(在实际中也称为变形延伸率或形变度)将 已加热至成型溫度的扁钢产品成型为构件，
[0029] -冷却得到的构件。
[0030] 本发明基于运样的发现，即，通过使按照本发明制成的类型、150-400°C的热扁钢 产品成型而制成的构件在接下来冷却至室溫之后与初始扁钢产品的强度相比在延伸性能 几乎不改变的情况下具有明显提高的强度。
[0031] 由于在按照本发明设置的溫度范围内的加热显著地提高了按照本发明加工的扁 钢产品的延展性，从而在无需特别的支出和最小化的风险条件下可W防止裂纹的形成并且 形成具有特别复杂设计的构件形状。实际的试验已表明，在按照本发明进行成型的溫度范 围内，按照本发明类型的扁钢产品通常达到至少为30%的断裂延伸率A50,与用作初始产品 的扁钢产品相比，在室溫下的构件的断裂延伸率A50不变地位于典型的22%的范围内。
[0032] 令人意外的是，尽管相对于在室溫下成型的构件强度得到了提高，但是按照本发 明制造的构件的延伸性能并没有降低。因此，通过在150-400°C条件下的预成型，本发明在 相应获得的构件的延展性不变的条件下产生了明显的强度提高。
[0033] 对于成型之后进行的冷却过程不必付出特殊的开支。因此扁钢产品的冷却可W在 成型之后在静态空气中进行。
[0034] 通过按照本发明进行的成型过程实现了显著的强度的提高。因此可W证实，通过 按照本发明在升高的溫度下实施的15%的构件变形，通常可W使抗拉强度相对于同样W 15%的变形程度但是在室溫下成型的样品的抗拉强度提高约80-120MPa。与此同时，按照本 发明得到的构件的延伸性能等同于在室溫下成型的构件的延伸性能，从而按照本发明制造 的构件由于其变形特性而特别适合用于汽车车身。
[0035] 根据本发明的发现，通过按照本发明的设置方式所实现的强度提高的原因在于， 在按照本发明加工的扁钢产品的组织结构中存在球状的残余奥氏体，该残余奥氏体的特征 为至少为1皿的颗粒尺寸，在按照本发明设置的150-400°C的溫度范围内的成型的负荷下转 变为片状的残余奥氏体和贝氏体铁素体，或者在马氏体起始溫度W下转变为马氏体。因此， 在相关的溫度范围内的成型过程中，在扁钢产品中存在球状的残余奥氏体促进了延伸率的 提高。在构件的成型和冷却之后，由于额外形成的贝氏体铁素体或马氏体使按照本发明加 工的扁钢产品随后表现出更高的抗拉强度。经过冷却过程而保持不变的片状残余奥氏体的 比重确保了在成型之后所达到的良好的残余延伸。当扁钢产品为了按照本发明地成型为构 件而加热至200-400°C、特别是200-300°C时，可W特别可靠地利用该效应。
[0036] 由于按照本发明地实施成型所处的溫度相对较低，按照本发明的方法特别适合用 于将设置有金属保护层的扁钢产品成型为构件。通过按照本发明进行的加热最多对该金属 保护层产生轻微的影响。在此，保护层例如可W是常规的锋涂层、忍合金涂层、侣或侣合金 涂层、儀或儀合金涂层。
[0037] 按照本发明加工的扁钢产品的组成在考虑W下方面进行选择：
[0038] 含量为0.1-0.6重量％的碳使按照本发明加工的扁钢产品的钢中向铁素体/珠光 体的转换延迟、使马氏体起始溫度MS降低并且促使硬度的提高。为了利用该积极的效应，按 照本发明的扁钢产品的C含量设置为至少0.25重量％、特别是至少0.27重量％、至少0.28重 量％或至少0.3重量％，其中，当C含量在>0.25-0.5重量％、特别是在0.27-0.4重量％或者 在0.28-0.4重量％的范围内，通过相比较而言较高的碳含量能够特别可靠地实现该效应。
[0039] 通过在按照本发明加工的扁钢产品中存在含量为0.4-2.5重量％的51和含量不高 于3重量％的41可W抑制贝氏体中的碳化物形成并由此相应地通过溶解的碳使得残余奥氏 体稳定。另外，Si促进了固溶强化。为了尽可能地避免Si的损害性