制造机动车构件的方法以及机动车构件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于制造机动车构件的方法以及根据本发明制造的机动车构件。特别地，为了制造机动车构件，提供具有10至40mJ/m2层错能和10至30%锰含量的钢板坯，所述钢板坯的材料在室温下导致双晶形成并且至少局部具有主要奥氏体织构。在+30℃和-250℃之间的温度下至少局部热处理钢板坯并然后进行冷成形。通过根据本发明的方法特别显著地提高屈服点和抗拉强度，同时实现高延展性。
【专利说明】制造机动车构件的方法以及机动车构件
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的特征的用于制造机动车构件的方法。
[0002]本发明还涉及根据权利要求12的特征的机动车构件。
【背景技术】
[0003]根据现有技术已知，自承重机动车车身由金属构件制得。为此，首先制造机动车立柱、门槛、顶梁以及还有纵梁或横梁，然后组装成组件，随后组装成完整的机动车车身。
[0004]在对可经济操作的机动车的需求的过程中，近几十年中寻求不同于钢的替代性材料。因此上述机动车车身例如由轻金属(特别是铝)制成。然而由于昂贵的原材料和复杂的加工方法，这造成高的制造成本。
[0005]此外，在同时的成本压力下，对机动车的碰撞安全性的需求日益增加。因此机动车和机动车车身或者其他机动车结构构件或车身构件应特别轻，具有高的碰撞安全性并且同时可有利地生产。
[0006]为此，近几年中研发了高强度和最高强度的钢，其相比于轻金属或者纤维复合材料可有利地生产并且同时在低自重下具有特别高的刚性及因此的碰撞安全性。
[0007]因此，这例如能够通过热压成形技术和模压淬火技术来实现。首先将可淬火钢加热至超过奥氏体化温度，然后进行热压成形和淬火。伴随而来的是构件的高强度然而受限的延展性能。在某些情况下，需要复杂的热后处理用以针对性地在局部区域中调节延展性。
[0008]热压成形钢和模压淬火钢的替代品是所谓的TWIP钢，其中在塑性成形时在奥氏体钢中出现强烈的机械双晶形成。所述过程在低负荷下已经开始并且使钢硬化，同时具有高断裂伸长率。在此过程中双晶形成作用于材料织构中的位错运动如晶界并因此作为阻力抵抗进一步变形。延伸诱导的双晶形成在此造成更高的延伸性。通过马氏体区域同时获得高强度。
[0009]例如由DE102010020373A1已知这种TWIP构件的制造。
[0010]此外由W02008/078962A1已知钢合金，所述钢合金具有用于改进其强度的马氏体部分。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是从现有技术出发提供制造方法以及机动车构件，所述机动车构件可有效制造，具有特别低的自重和高硬度同时具有高延展性。
[0012]根据本发明通过具有权利要求1的特征的方法实现上述目的。
[0013]还通过根据权利要求12的特征的机动车构件实现所述目的的物体部分。
[0014]本 发明的有利的实施方案变型为从属权利要求的主题。
[0015]根据本发明的用于制造金属机动车构件的方法的特征在于以下方法步骤:
[0016]-提供具有10至30%锰含量和5至50mJ/m2，特别是10至40mJ/m2层错能的钢板坯，其中钢板坯的材料在室温下倾向于形成双晶并且至少局部具有主要奥氏体织构，[0017]-在+30°C和_250°C之间的冷成形温度下至少局部热处理(回火,Temperieren)钢板还，
[0018]-在基本上冷成形温度下将钢板坯成形为板状构件，其中通过冷成形过程至少局部引起马氏体形成，
[0019]-取出板状构件。
[0020]因此根据本发明提出，提供具有主要奥氏体织构的金属构件，特别是由高锰含量的钢材料、非常特别优选由TWIP钢形成的金属构件。然后进一步将构件于基本上低于室温、特别是在+30°C和-250°C之间、非常特别优选在+25°C和_200°C之间的温度下，冷却至冷成形温度。冷却之后，在达到的冷成形温度下进行经冷却的钢板坯的冷成形从而形成期望的板状构件。然后从成形工具中取出冷成形构件。
[0021]在冷成形的过程中，通过塑性形变使得基本奥氏体织构转化成至少局部、优选全部马氏体织构。由此相应地显著升高构件的强度性能。在此为形变诱导的马氏体形成。在机动车构件的制造和/或机动车构件的使用中的塑性应变下，这同时造成硬度和可成形性的提高。通过硅含量进行混晶硬化，所述混晶硬化提高了构件的屈服点。通过塑性形变使亚稳态富碳奥氏体以形变诱导的方式转化成马氏体，由此机动车构件至少局部通过TWIP作用的双晶形成而硬化。
[0022]然而根据本发明同时也利用TRIP作用，所述TRIP作用在成形时特别引起马氏体形成。在此，TRIP作用特别在形变诱导的马氏体形成过程中出现。在塑性应变时通过TRIP作用同时引起硬度以及可成形性的提高。TRIP作用的特征特别在于，一旦在变形时达到塑性区域，亚稳态富碳奥氏体就以变形诱导的方式转化成马氏体。由此，钢在塑性形变时针对性地硬化。
[0023]特别优选地，为了制造根据本发明的机动车构件，使用具有以重量百分比表示的以下合金成分的钢合金:··
[0024]
【权利要求】
1.制造金属机动车构件的方法，其特征在于以下方法步骤: -提供具有10至30%锰含量和5至50mJ/m2，特别是10至40mJ/m2层错能的钢板坯，其中所述钢板坯的材料在室温下倾向于双晶形成， -在+30°C和_250°C之间的冷成形温度下至少局部热处理钢板坯， -在基本上冷成形温度下将所述钢板坯成形为板状构件，其中通过冷成形过程至少局部诱导马氏体形成， -取出所述板状构件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用由钢合金形成的钢板坯，所述钢合金具有以重量百分比表示的以下合金成分:
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用由TWIP钢形成的钢板坯。
4.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，主要奥氏体织构通过成形操作而转化成马氏体织构。
5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，将具有20至40mJ/m2层错能的钢板坯冷却至冷成形温度，其中通过冷却将层错能降低至15至20mJ/m2。
6.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，使用液氮进行冷却。
7.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，冷成形温度在+25°C和-200°C之间，特别是在+25°C和_197°C的范围内，特别在所述冷成形温度下预拉伸钢板坯。
8.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，钢板坯的冷却在冷却站中进行并且将经冷却的钢板坯传送入成形工具，其中所述成形工具特别是经冷却的。
9.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，钢板坯在成形工具中冷却至冷成形温度。
10.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，钢板坯至少局部经预成形，特别在室温或室温以上进行预成形。
11.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，预成形区域成形为最终程度，其中冷成形随后在不同于预成形区域的区域中进行。
12.通过根据至少权利要求1所述的方法制造的机动车构件，其中所述机动车构件由TWIP钢合金形成，其特征在于，所述构件的至少局部区域具有基本上的马氏体织构。
13.根据权利要求12所述的机动车构件，其特征在于，其具有以重量百分比表示的以下合金成分:
14.根据权利要求12或13所述的机动车构件，其特征在于，马氏体区域具有在500和1500MPa之间，特别是在700和1300MPa之间且非常特别优选在750和1000MPa之间的屈服点 Rp0.2。
【文档编号】C21D8/02GK103866102SQ201310628010
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2012年12月7日
【发明者】安德烈亚斯·弗雷恩, 托马斯·宁多夫, 克里斯蒂安·吕斯英, 汉斯·于尔根·迈尔 申请人:本特勒尔汽车技术有限公司