Горячештампованная деталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячештампованной детали, используемой, в частности, в элементах конструкции или усиливающих элементах автомобиля. Деталь содержит среднюю по толщине листа часть и слой с пониженной твердостью, расположенный с одной или обеих сторон средней по толщине листа части. Средняя по толщине листа часть содержит в мас.%: от 0,20 до менее чем 0,70 С, менее чем 3,00 Si, от 0,20 до менее чем 3,00 Mn, 0,10 или менее Р, 0,10 или менее S, 0,0002-3,0000 раств. Al, 0,01 или менее N, остальное - Fe и неизбежные примеси, при этом твердость указанной части составляет 500-800 HV. В структуре металла, от глубины 20 мкм под поверхностью слоя с пониженной твердостью до глубины, равной 1/2 толщины слоя с пониженной твердостью, в сечении, проходящем параллельно толщине листа, при задании в качестве «кристаллического зерна» области, окруженной границами, имеющими разницу в ориентации 15° или более, суммарная относительная площадь кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 1° или менее, и кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°, находится в диапазоне от 20% до менее чем 50%. Обеспечиваются высокие способность к изгибу, пластичность, стойкость к удару и стойкость к водородному охрупчиванию, а также минимальный разброс по твердости. 11 з.п. ф-лы, 2 ил., 31 табл., 4 пр.

 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к горячештампованной детали, используемой в элементах конструкции или усиливающих элементах автомобиля, либо в тех конструкциях, где требуется прочность, в частности, к горячештампованной детали, имеющей после горячей штамповки превосходные прочность, пластичность, стойкость к удару и стойкость к водородному охрупчиванию.

Предпосылки создания изобретения

[0002]

В последние годы стремятся уменьшить вес кузова автомобиля по причинам защиты окружающей среды и экономии ресурсов. Поэтому в элементах конструкции автомобиля постоянно увеличивается применение высокопрочного стального листа. Однако при увеличении прочности стального листа ухудшается формуемость, в результате чего формование высокопрочного стального листа с получением элементов сложной формы представляет собой проблему.

[0003]

Чтобы устранить эту проблему, во все большем масштабе применяется горячая штамповка, при которой стальной лист нагревают до высокой температуры, обеспечивающей наличие аустенита, и затем выполняют прессовое формование. Так как при горячей штамповке прессовое формование выполняется с одновременной закалкой в штампе, можно получить прочность, соответствующую количеству С в стальном листе. Именно эта технология позволяет обеспечить прочность при превращении заготовки в элемент конструкции автомобиля.

[0004]

Однако из-за того, что в обычных горячештампованных деталях, которые получены при упрочнении прессованием, на всей толщине листа возникают твердые структуры (главным образом, мартенсит), при изгибе, возникающем во время столкновения автомобиля с другим объектом, максимальная деформация будет возникать в изогнутой части детали, и будут расти трещины, возникшие рядом с поверхностным слоем стального листа, что в итоге приведет к легкому разрушению.

[0005]

Кроме того, контакт детали со штампом не обязательно является равномерным. Например, скорость охлаждения легко может снизиться на вертикальных стенках элемента, имеющего шляповидную или аналогичную форму. По этой причине, если упрочняемость стального листа является низкой, в этом листе при формовании иногда возникают локальные области с низкой твердостью. В локальных областях с низкой твердостью во время столкновения происходит концентрация деформаций, что становится причиной возникновения трещин, поэтому важным условием обеспечения стойкости к удару является обеспечение невысокого разброса значений твердости в детали, то есть, обеспечение неизменной прочности. Помимо этого, если во время столкновения автомобиля с другим объектом вследствие изгиба возникает деформация, будет происходить коробление шляповидного элемента, в результате чего деформация станет локальной, и стойкость этого элемента к нагрузке снизится. То есть, максимальная нагрузка, которую может воспринимать элемент, зависит не только от его прочности, но также и от легкости его коробления. Если пластичность стального листа, из которого изготовлен элемент, является высокой, локализация деформации затрудняется. То есть, этот лист становится устойчивым к короблению.

[0006]

Таким образом, важной также является пластичность горячештампованной детали, но пластичность мартенсита в целом является низкой. Кроме того, в поверхностном слое стального листа высока плотность дефектов кристаллической решетки, поэтому существует проблема, заключающаяся в облегчении проникновения водорода, в результате чего ухудшается стойкость элемента к водородному охрупчиванию. По этой причине применение в элементах конструкции автомобиля горячештампованных деталей, изготовленных в условиях упрочнения прессование, является ограниченным.

[0007]

Чтобы справиться с этой проблемой, предлагается увеличить деформируемость горячештампованных деталей с целью недопущения растрескивания. В документе PTL 1 предлагается задавать твердость в средней по толщине листа части горячештампованной детали на уровне 400 HV или более и создавать на поверхности слой с пониженной твердостью толщиной 20–200 мкм, имеющий твердость на уровне 300 HV или менее, чтобы обеспечить прочность на растяжение 1300 МПа или более и при этом не допустить возникновения трещин во время столкновения автомобиля с другим объектом. В документе PTL 2 предлагается задавать концентрацию углерода в поверхностном слое на уровне 1/5 или менее от его концентрации в средней по толщине части, чтобы уменьшить плотность дефектов кристаллической решетки в этом слое и повысить стойкость к водородному охрупчиванию. В документе PTL 3 предлагается создавать в средней по толщине части двухфазную структуру, состоящую из феррита и мартенсита, и увеличивать долю феррита в поверхностном слое, чтобы снизить механические напряжения даже в том случае, если в поверхностном слое при изгибе возникают сильные деформации.

[0008]

Однако в элементах, описанных в документах PTL 1 и PTL 2, при создании мягких структур в поверхностном слое и твердых структур в средней по толщине части возникает большой градиент твердости в направлении по толщине. По этой причине при возникновении деформации, обусловленной изгибом, существует проблема легкого возникновения трещин на границе между мягкими и твердыми структурами, на которой возник этот большой градиент твердости. Кроме того, согласно документу PTL 3, чтобы уменьшить большой градиент твердости в направлении по толщине, в поверхностном слое создают мягкую структуру, а в средней по толщине части создают двухфазную структуру, состоящую из твердой и мягкой фаз. Однако при создании в средней по толщине части двухфазной структуры невозможно обеспечить прочность на растяжение выше верхнего предела, составляющего 1300 МПа или около этого. То есть, в деталях, подвергшихся обработке давлением в горячем состоянии, трудно обеспечить требуемую прочность на растяжение, составляющую 1500 МПа или более.

Список литературы

Патентная литература

[0009]

PTL 1: Опубликованная не прошедшая экспертизу заявка на патент Японии № 2015–30890

PTL 2: не прошедшая экспертизу заявка на патент Японии № 2006–104546

PTL 3: WO 2015/097882

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0010]

С учетом технических проблем, имеющихся при существующем уровне техники, цель настоящего изобретения – получить прочность на растяжение на уровне 1500 МПа или более и обеспечить высокую способность к изгибу для реализации стойкости к удару и стойкости к водородному охрупчиванию, а также уменьшить разброс значений твердости, и задача этого изобретения – предложить горячештампованную деталь, для которой достигнута эта цель. Кроме того, задача настоящего изобретения – предложить горячештампованную деталь, имеющую одновременно высокую пластичность и высокую стойкость к водородному охрупчиванию.

Устранение проблемы

[0011]

Авторы изобретения провели глубокие исследования на предмет пути устранения указанных выше технических проблем. В результате было обнаружено, что эффективным методом повышения стойкости к водородному охрупчиванию является уменьшение плотности дефектов кристаллической решетки в поверхностном слое. Для этого необходимо создать мягкие структуры в этом поверхностном слое. С другой стороны, для обеспечения прочности на растяжение на уровне 1500 МПа или более необходимо, чтобы средняя по толщине листа часть состояла только из твердых структур. Далее авторы настоящего изобретения предположили, что, если бы можно было уменьшить большой градиент твердости в направлении по толщине, возникающий на границе между твердыми и мягкими структурами, когда поверхностный слой состоит из мягких структур, а средняя по толщине листа часть состоит из твердых структур, можно было бы обеспечить прочность на растяжение на уровне 1500 МПа или более и превосходную стойкость к водородному охрупчиванию при одновременном получении превосходной способности к изгибу.

[0012]

Поэтому авторы изобретения тщательно изучили структуру металла в стальных листах, для которых за счет управления мягкими структурами в поверхностном слое была получена хорошая способность к изгибу. В результате было обнаружено, что по структуре металла слой с пониженной твердостью должен состоять из кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 1° или менее, и кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°, если за кристаллическое зерно принять область в поперечном сечении, имеющую границы, на которых разница в ориентации составляет 15° или более. Кроме того, было обнаружено, что такие измерения должны выполняться в области от положения на глубине 20 мкм от поверхности поверхностного слоя до положения на глубине, равной 1/2 толщины этого слоя (середина поверхностного слоя). Было обнаружено, что за счет этого можно не допустить влияния свойств на поверхности горячештампованной детали и в области перехода от средней по толщине части к поверхностному слою.

[0013]

Кроме того, за счет управления содержанием Mn и Si в средней по толщине части авторы изобретения смогли повысить пластичность, а также смогли повысить упрочняемость для гарантированного обеспечения высокой прочности. В результате стало возможным уменьшить вероятность возникновения трещин во время деформации при изгибе. Авторам изобретения удалось обеспечить прочность на растяжение на уровне 1500 МПа или более и хорошую стойкость к водородному охрупчиванию при одновременной реализации превосходной способности к изгибу и пластичности, а также уменьшить разброс значений твердости, и они смогли получить горячештампованную деталь, имеющую превосходные стойкость к удару и стойкость к водородному охрупчиванию.

[0014]

Настоящее изобретение создано на основе указанной выше обнаруженной информации, и его сущностью являются следующее:

(1) Горячештампованная деталь, содержащая среднюю по толщине листа часть и слой с пониженной твердостью, расположенный с одной или обеих сторон этой средней по толщине листа части, причем:

средняя по толщине листа часть содержит в мас.%:

0,20 – менее чем 0,70 С;

менее чем 3,00 Si;

0,20 – менее чем 3,00 Mn;

0,10 или менее Р;

0,10 или менее S;

0,0002 – 3,0000 раств. Al;

0,01 или менее N;

остальное – Fe и неизбежные примеси, и имеет твердость 500 HV – 800 HV,

в структуре металла, от глубины 20 мкм под поверхностью слоя с пониженной твердостью до глубины, равной 1/2 толщины слоя с пониженной твердостью, если в сечении, проходящем параллельно толщине листа, задать в качестве «кристаллического зерна» область, окруженную границами, имеющими разницу в ориентации 15° или более, то относительная площадь в сумме кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 1° или менее, и кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°, находится в диапазоне от 20% до менее чем 50%.

(2) Горячештампованная деталь по (1), в которой содержание Si составляет 0,50% или менее, и содержание Mn составляет от 0,20% до менее чем 1,50%.

(3) Горячештампованная деталь по (1), в которой содержание Si составляет 0,50% или менее, и содержание Mn составляет от 1,50% до менее чем 3,00%.

(4) Горячештампованная деталь по (1), в которой содержание Si составляет от более чем 0,50% до менее чем 3,00%, содержание Mn составляет от 0,20% до менее чем 1,50%, и относительная площадь остаточного аустенита в средней по толщине листа части составляет от 1,00% до менее чем 5,00%.

(5) Горячештампованная деталь по (1), в которой содержание Si составляет от более чем 0,50% до менее чем 3,00%, содержание Mn составляет от 1,50% до менее чем 3,00%, и относительная площадь остаточного аустенита в средней по толщине листа части составляет от 1,0% до менее чем 5,0%.

(6) Горячештампованная деталь по любому (1)-(5), в которой средняя по толщине листа часть дополнительно содержит (в мас.%) 0,01% – 3,00% Ni.

(7) Горячештампованная деталь по любому из (1)-(6), в которой средняя по толщине листа часть дополнительно содержит (в мас.%) одно или более из следующего: 0,010% – 0,150% Nb, 0,010% – 0,150% Ti, 0,005% – 1,000% Mo и 0,0005% – 0,0100% B.

(8) Горячештампованная деталь по любому (1)-(7), в которой на слое с пониженной твердостью создан слой покрытия.

Преимущества при применении изобретения

[0015]

Согласно настоящему изобретению можно получить горячештампованную деталь, имеющую превосходные способность к изгибу, пластичность, стойкость к удару и стойкость к водородному охрупчиванию, а также маленький разброс значений твердости.

Краткое описание чертежей

[0016]

На Фиг.1 приведена схема, служащая для пояснения диффузии атомов С при изготовлении горячештампованной детали по настоящему изобретению.

На Фиг.2 приведен график, иллюстрирующий изменение плотности дислокаций после прохода при черновой прокатке, используемой в способе изготовления горячештампованной детали по настоящему изобретению.

Подробное описание вариантов реализации

[0017]

Структура горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению

По структуре горячештампованная деталь, соответствующая настоящему изобретению, имеет слой с пониженной твердостью, расположенный на ее поверхности с одной или обеих сторон. Слой с пониженной твердостью имеет область с твердостью, которая ниже твердости в средней по толщине части на 10 HV или более.

[0018]

Средняя по толщине часть

Средняя по толщине листа часть горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению, должна иметь твердость 500 HV – 800 HV. Ниже приведено обоснование того, почему для задания твердости в средней по толщине части в пределах указанного диапазона накладываются определенные ограничения на химический состав в этой части. Далее при указании химического состава под "%" понимается мас.%.

[0019]

С: 0,20% – менее 0,70%

С является химическим элементом, который важен для получения твердости 500 HV – 800 HV в средней по толщине части. При содержании менее 0,20% трудно обеспечить 500 HV или более в средней по толщине части, поэтому содержание С составляет 0,20% или более. Предпочтительно, чтобы оно составляло 0,30% или более. С другой стороны, при содержании более 0,70% твердость в средней по толщине части превышает 800 HV, и способность к изгибу снижается, поэтому содержание С составляет 0,70% или менее. Предпочтительно, чтобы оно составляло 0,50% или менее.

[0020]

Si: менее 3,00%

Si является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому его можно добавлять до 0,50%, что является верхним пределом при повышении прочности. А именно, при добавлении более 0,50% эффект повышения прочности достигает насыщения, поэтому 0,50% является верхним пределом. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,30% или менее.

[0021]

Кроме того, Si является химическим элементом, обеспечивающим повышение пластичности без ухудшения стойкости к водородному охрупчиванию и способности к изгибу, обеспечиваемых за счет управления структурой поверхностного слоя. В частности, если во время столкновения автомобиля с другим объектом из–за изгиба возникает деформация, коробление элемента в форме шляпы приводит к локализации этой деформации, и стойкость этого элемента к нагрузке падает. То есть, максимальная нагрузка, воспринимаемая элементом, зависит не только от его прочности, но также от легкости его коробления. Если пластичность стального листа после изготовления из него данного элемента является высокой, вероятность локализации деформации снижается. То есть, этот лист становится устойчивым к короблению.

[0022]

Кроме того, в общем случае, при том, что пластичность является важным свойством, в горячештампованном элементе пластичность мартенсита является низкой. За счет добавления Si сверх 0,50% можно обеспечить относительную площадь остаточного аустенита на уровне 1,0% или более, чтобы таким образом повысить пластичность. Исходя из этого, предпочтительно добавлять Si на уровне более 0,50%. Более предпочтительно, чтобы содержание Si составляло 1,00% или более. С другой стороны, при добавлении на уровне 3,00% или более относительная площадь остаточного аустенита начинает составлять 5,0% или более, что приводит к ухудшению способности к изгибу, поэтому верхним пределом является уровень менее 3,00%. Предпочтительно, чтобы содержание составляло менее 2,00%.

[0023]

Mn: 0,20% – менее 3,00%

Mn является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения. Повышение прочности стального листа при образовании твердого раствора Mn в металле невозможно обеспечить при уровне добавления менее 0,20%, поэтому добавляют 0,20% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,70% или более. С другой стороны, при добавлении на уровне 1,50% или более эффект достигает насыщения.

[0024]

Кроме того, Mn улучшает упрочняемость. При добавлении на уровне 1,50% или более можно улучшить упрочняемость и гарантированным образом получить высокую прочность. Для улучшения упрочняемости предпочтительно добавлять Mn на уровне 1,70% или более. Но при добавлении на уровне 3,00% или более этот эффект достигает насыщения, поэтому верхним пределом при добавлении Mn является 3,00%. Предпочтительно, чтобы содержание составляло менее 2,00%.

[0025]

Р: 0,10% или менее

Р является химическим элементом, выделяющимся на границах зерен и ухудшающим прочность на этих границах. При его содержании более 0,10% прочность на границах зерен снижается заметным образом, и уменьшаются стойкость к водородному охрупчиванию и способность к изгибу, поэтому содержание Р составляет 0,10% или менее. Предпочтительно, чтобы оно составляло 0,05% или менее. Конкретный нижний предел не задается, но при снижении нижнего предела до значения менее 0,0001% значительно возрастает стоимость удаления фосфора, и результат становится экономически невыгодным, поэтому на практике для стального листа нижним предельным значением, по существу, является 0,0001%.

[0026]

S: 0,10% или менее

S является химическим элементом, образующим включения. Включения образуются при содержании более 0,10%, и в результате снижаются стойкость к водородному охрупчиванию и способность к изгибу, поэтому содержание S составляет 0,10% или менее. Предпочтительно, чтобы оно составляло 0,0025% или менее. Конкретный нижний предел не задается, но при снижении нижнего предела до значения менее 0,0015% значительно возрастает стоимость удаления серы, и результат становится экономически невыгодным, поэтому на практике для стального листа нижним предельным значением, по существу, является 0,0001%.

[0027]

Раств. Al: 0,0002% – 3,0000%

Al является химическим элементом, обеспечивающим раскисление расплавленной стали и делающим сталь более спокойной. В настоящем изобретении при выполнении раскисления учитывается не общее содержание Al в стали, а содержание "алюминия, растворимого в кислоте" (раств. Al). При содержании раств. Al меньше 0,0002% раскисление является недостаточным, поэтому содержание раств. Al составляет 0,0002% или более. Предпочтительно, чтобы содержание раств. Al составляло 0,0010% или более. С другой стороны, при добавлении более 3,0000% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 3,0000% или менее.

[0028]

N: 0,01% или менее

N является химическим элементом–примесью и химическим элементом, который образует нитриды и ухудшает способность к изгибу. При содержании более 0,01% образуются крупные нитриды, и способность к изгибу заметно снижается, поэтому содержание N составляет 0,01% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,0075% или менее. Конкретный нижний предел не задается, но при снижении нижнего предела до значения менее 0,0001% значительно возрастает стоимость удаления азота, и результат становится экономически невыгодным, поэтому на практике для стального листа нижним предельным значением, по существу, является 0,0001%.

[0029]

Ni: 0,01% – 3,00%

Ni является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При содержании менее 0,01% этот эффект не достигается, поэтому добавляют 0,01% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,50% или более. С другой стороны, при добавлении более 3,00% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 3,00% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 2,50% или менее.

[0030]

Nb: 0,010% – 0,150%

Nb является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При содержании менее 0,010% этот эффект не достигается, поэтому добавляют 0,010% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,035% или более. С другой стороны, при добавлении более 0,150% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 0,150% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,120% или менее.

[0031]

Ti: 0,010% – 0,150%

Ti является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При содержании менее 0,010% этот эффект не достигается, поэтому его содержание составляет 0,010% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,020%. С другой стороны, при добавлении более 0,150% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 0,150% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,120% или менее.

[0032]

Mo: 0,005% – 1,000%

Mo является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При содержании менее 0,005% этот эффект не достигается, поэтому его содержание составляет 0,005% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,0100% или более. С другой стороны, при добавлении более 1,000% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 1,000% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,800% или менее.

[0033]

B: 0,0005% – 0,0100%

В является химическим элементом, выделяющимся на границах зерен и повышающим прочность на этих границах, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При его содержании менее 0,0005% не достигается достаточный эффект, поэтому его добавляют на уровне 0,0005% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,0010% или более. С другой стороны, при добавлении более 0,0100% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 0,0100% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,0075% или менее.

[0034]

Остальными химическими элементами, содержащимися в средней по толщине части, являются Fe и неизбежные примеси. Неизбежные примеси – это химические элементы, которые неизбежно попадают в сталь из исходных материалов и/или в процессе ее получения, и содержание которых допускается в диапазонах, не ухудшающих характеристики горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению.

[0035]

Твердость в средней по толщине части составляет 500 HV – 800 HV

Если твердость в средней по толщине части составляет 500 HV или более, для горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению, можно обеспечить прочность на растяжение 1500 МПа или более. Предпочтительно, чтобы твердость составляла 600 HV или более. С другой стороны, если твердость в средней по толщине части составляет более 800 HV, становится слишком большой разница в твердости со слоем с пониженной твердостью, что приводит к ухудшению способности к изгибу, поэтому 800 HV является верхним пределом. Предпочтительно, чтобы твердость составляла 720 HV или менее.

[0036]

Твердость в средней по толщине части измеряют приведенным далее образом. При взятии образца в качестве поверхности, на которой выполняется измерение, выбирают поверхность, лежащую в плоскости сечения, перпендикулярной поверхности горячештампованной детали. Этот образец используют при измерении твердости. При подготовке поверхности, на которой выполняется измерение, можно использовать способ, указанный в стандарте JIS Z 2244. Например, для полирования поверхности, на которой выполняется измерение, можно использовать абразивную бумагу с карбидом кремния №№ 600–1500, после этого, чтобы сделать данную поверхность зеркальной, можно использовать раствор алмазного порошка с размером частиц 1–6 мкм в спирте или другом растворителе, либо в чистой воде. Измерение твердости можно выполнять при помощи способа, описанного в стандарте JIS Z 2244. С использованием устройства для измерения микротвердости по Виккерсу твердость измеряют при нагрузке 1 кгс (9,8 Н) на глубине, равной 1/2 толщины горячештампованной детали, в 10 точках, находящихся друг от друга на расстоянии не менее 3 значений глубины отпечатка. В качестве твердости в средней по толщине части принимают среднее значение.

[0037]

Структура металла в средней по толщине листа части

Пластичность в средней по толщине части может быть повышена за счет обеспечения относительной площади остаточного аустенита на уровне 1% или более. Предпочтительно, чтобы относительная площадь остаточного аустенита в средней по толщине части составляла 2% или более. Однако обеспечение относительной площади на уровне 5% или более приводит к ухудшению способности к изгибу, поэтому верхним пределом является уровень менее 5,0%. Предпочтительно, чтобы относительная площадь составляла менее 4,5%.

[0038]

Относительную площадь остаточного аустенита в средней по толщине части можно измерить приведенным далее образом. Берут образец из горячештампованной детали и путем шлифования его поверхности удаляют материал в направлении по толщине детали, которое перпендикулярно направлению прокатки, до уровня на глубине, равной 1/2 этой толщины. На полученной шлифованной поверхности измеряют дифракцию рентгеновских лучей. Используя изображение, полученное при помощи рентгенодифракционного метода с применением излучения Mo–Kα, относительную площадь Vγ остаточного аустенита можно определить с использованием следующей формулы:

Vγ = (2/3){100/(0,7×α(211)/γ(220)+1)} +

(1/3){100/(0,78×α (211)/γ(311)+1)}

где: α(211) – интенсивность дифракции рентгеновских лучей на плоскости (211) феррита, γ(220) – интенсивность дифракции рентгеновских лучей на плоскости (220) аустенита и γ(311) – интенсивность дифракции рентгеновских лучей на плоскости (311) аустенита.

[0039]

Слой с пониженной твердостью

Как рассмотрено выше, согласно настоящему изобретению, "слой с пониженной твердостью" в горячештампованной детали – это область в сечении (сечении по толщине) этой детали от положения, в котором твердость снижается на 10 HV или более относительно твердости в средней по толщине части (твердости на глубине, равной 1/2 толщины) до поверхности этой детали. Ниже будут рассмотрены структура, химический состав и т.д. слоя с пониженной твердостью.

[0040]

Структура слоя с пониженной твердостью

Авторы изобретения провели глубокие исследования и в результате изучения структуры стальных листов, для которых была обеспечена хорошая способность к изгибу, обнаружили, что по структуре слой с пониженной твердостью должен состоять из кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 1° или менее, и кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°, если за кристаллическое зерно принять область в поперечном сечении, имеющую границы, на которых разница в ориентации составляет 15° или более. Было обнаружено, что такие измерения должны выполняться в области от положения на глубине 20 мкм от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 толщины этого слоя (середина слоя с пониженной твердостью). Авторы изобретения провели глубокие исследования и в результате пришли к выводу, что соотношение структур в области от положения на глубине 20 мкм от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 толщины этого слоя (середина слоя с пониженной твердостью), имеет важное значение в плане способности к изгибу и других свойств. Было обнаружено, что при соблюдении указанного условия можно не допустить влияния свойств на поверхности горячештампованной детали и в области перехода от средней по толщине части к слою с пониженной твердостью.

[0041]

Если при указанной выше структуре слоя с пониженной твердостью относительная площадь в сумме кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 1° или менее, и кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°, меньше 20%, этот эффект не достигается в достаточной степени, поэтому 20% является нижним пределом. Предпочтительно, чтобы эта относительная площадь составляла 20% или более, в более предпочтительном случае она может составлять 25% или более. С другой стороны, при суммарной относительной площади таких структур металла в слое с пониженной твердостью на уровне 50% или более разница в твердости этого слоя и средней по толщине части становится больше, и невозможно в достаточной степени получить эффект от уменьшения большого градиента твердости в направлении по толщине, возникающий во время деформации при изгибе, поэтому эта относительная площадь составляет менее 50%. В более предпочтительном случае она может составлять 45% или менее.

[0042]

Между положением на глубине половины толщины слоя с пониженной твердостью (центр слоя с пониженной твердостью) и до средней части по толщине листа, если в средней части по толщине листа ближе к слою с пониженной твердость, то есть, на его границе с этой средней частью, обозначить как HVA, и твердость в середине слоя с пониженной твердостью, обозначить как HVB, то эти значения связаны соотношением HVA – HVB ≥ 10 HV.

[0043]

Ниже будет рассмотрен способ определения области от положения на глубине 20 мкм от поверхности слоя с пониженной твердостью, до положения на глубине, равной 1/2 толщины этого слоя. При взятии образца в качестве поверхности, на которой выполняется измерение, выбирают поверхность, лежащую в плоскости сечения, перпендикулярной поверхности горячештампованной детали (в сечении по толщине). Этот образец используют при измерении твердости. При подготовке поверхности, на которой выполняется измерение, можно использовать способ, указанный в стандарте JIS Z 2244. Например, для полирования поверхности, на которой выполняется измерение, можно использовать абразивную бумагу с карбидом кремния №№ 600–1500, после этого, чтобы сделать данную поверхность зеркальной, можно использовать раствор алмазного порошка с размером частиц 1–6 мкм в спирте или другом растворителе, либо в чистой воде. Для образца, имеющего поверхность, подготовленную для выполнения измерений, измерение выполняют два раза при помощи способа, описанного в стандарте JIS Z 2244, и с использованием устройства для измерения микротвердости по Виккерсу. В ходе первого измерения твердость измеряют при нагрузке 0,3 кгс (2,94 Н) в зоне поперечного сечения (сечения по толщине) от положения на глубине 20 мкм от поверхности горячештампованной детали до ее середины по толщине (положения на глубине, равной 1/2 толщины) в точках, находящихся друг от друга на расстоянии не менее 3 значений глубины отпечатка. Но если имеется слой покрытия, измерения выполняют, начиная от положения на расстоянии 20 мкм от нижней границы слоя покрытия/покрывающего слоя или области, возникшей при сплавлении материала этих слоев и материала слоя с пониженной твердостью. Определяют положение, в котором твердость начинает отличаться на 10 HV или более в меньшую сторону от твердости в средней по толщине части (твердости на глубине, равной 1/2 толщины), и в качестве "слоя с пониженной твердостью" задают слой от этого положения по толщине до поверхности горячештампованной детали. Если слой с пониженной твердостью имеется у обеих поверхностей, для поверхности, находящейся с противоположной стороны горячештампованной детали относительно первой поверхности (для задней поверхности) при помощи аналогичного способа выполняют второе измерение, чтобы определить положение, в котором твердость начинает отличаться на 10 HV или более в меньшую сторону от твердости в средней по толщине части.

[0044]

Далее будет рассмотрен способ вычисления относительных площадей структур в слое с пониженной твердостью. Для изучения сечения, перпендикулярного поверхности горячештампованной детали (проходящего в направлении по толщине), из этой детали вырезают образец. Протяженность образца зависит от измерительного устройства и может составлять приблизительно 50 мкм. Для получения информации по ориентации кристаллов, с использованием картины дифракции отраженных электронов (EBSD) анализируют зону, проходящую в направлении по толщине образца от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 толщины этого слоя (середина слоя с пониженной твердостью), выполняя измерения с интервалом 0,2 мкм. При этом анализ с использованием картины дифракции отраженных электронов выполняют при помощи устройства, состоящего из сканирующего электронного микроскопа, в котором применяется термоэлектронная эмиссия с ускорением пучка электронов под действием поля (JSM–7001F, производимый JEOL), и EBSD–детектора (детектор типа DVC5, производимый TSL), со скоростью 200–300 точек в секунду.

[0045]

Далее, на основе полученной информации по ориентации кристаллов, в качестве одного кристаллического зерна задают область с границами, на которых разница в ориентации составляет 15° или более, и получают схему распределения ориентаций кристаллов по поверхности листа. Полученную схему распределения ориентаций кристаллов используют для нахождения точек пересечения длинной оси одного кристаллического зерна и его границ. Из двух точек пересечения одну задают в качестве начальной точки, и другую задают в качестве конечной точки, и вычисляют разницу в ориентации для всех точек измерения, находящихся на длинной оси кристаллического зерна. Максимальное значение полученной разницы в ориентации задают в качестве максимальной разницы в ориентации кристаллов в этом кристаллическом зерне. Описанный выше анализ выполняют для всех кристаллических зерен, находящихся в зоне выполнения измерений, после этого в качестве максимальной разницы в ориентации кристаллов в области, имеющей границы, на которых разница в ориентации составляет 15° или более, задают среднее от этих значений.

[0046]

Приведенную выше максимальную разницу в ориентации кристаллов можно вычислить простым образом, например, используя функции "Inverse Pole Figure Map" и "Profile Vector", имеющиеся в программном обеспечении (OIM Analysis®), включенном в состав системы для выполнения EBSD–анализа. С помощью функции "Inverse Pole Figure Map" можно отобразить границы зерна, имеющие наклон 15° или более, как границы зерна с большим углом, и, кроме того, можно получить схему распределения ориентаций кристаллов в направлении по поверхности листа. С помощью функции "Profile Vector" можно вычислить угол разориентации (разницы в ориентации кристаллов) для всех точек измерения, находящихся на одной линии. Все кристаллические зерна, находящиеся в зоне, где выполняется измерение (кристаллические зерна на краях этой зоны не учитываются), анализируют рассмотренным выше образом, и вычисляют относительную площадь в сумме кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 1° или менее, и кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°, когда эти зерна представляют собой области, имеющие границы, на которых разница составляет 15° или более. Если слой с пониженной твердостью создан на обеих поверхностях, указанную выше процедуру выполняют также для задней поверхности горячештампованной детали, и применяют среднее значение для относительных площадей, полученных для передней поверхности и задней поверхности.

[0047]

Химический состав слоя с пониженной твердостью

На химический состав слоя с пониженной твердостью не накладываются конкретные ограничения, не считая содержания химических элементов P, S и N, являющихся неизбежными примесями, которые ухудшают прочность и/или способность к изгибу, но в предпочтительном случае этот слой имеет приведенный далее химический состав, чтобы обеспечить прочность горячештампованной детали и получить сталь, имеющую превосходную способность к изгибу.

[0048]

Если рассматривать химический состав слоя с пониженной твердостью, в предпочтительном случае содержание одного или более из химических элементов С, Si и Mn составляет 0,6 или менее от их соответствующего содержания в средней по толщине части. Ниже приведены предпочтительные диапазоны содержания компонентов в этом случае.

[0049]

С: 0,05% – менее 0,42%

С можно добавлять на уровне 0,05% или более, чтобы увеличить прочность. В плане увеличения стойкости элемента конструкции к нагрузке и улучшения характеристик при ударе, предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,10% или более. Для снижения твердости слоя с пониженной твердостью по сравнению с твердостью средней по толщине части, предпочтительно уменьшить его содержание по сравнению с содержанием в этой части. По этой причине предпочтительное содержание С в слое с пониженной твердостью составляет менее 0,42%. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,35% или менее.

[0050]

Si: менее 2,00%

Si является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому его добавляют для увеличения прочности. Однако, чтобы сделать твердость слоя с пониженной твердостью ниже твердости средней по толщине части, предпочтительно делать его содержание меньшим, чем в средней по толщине части.

[0051]

Если содержание Si в средней по толщине части составляет 0,50% или менее, предпочтительно, чтобы его содержание в слое с пониженной твердостью составляло 0,30% или менее, более предпочтительно – 0,20% или менее. Кроме того, если содержание Si в средней по толщине части больше 0,50% и меньше 3,00%, предпочтительно, чтобы его содержание в слое с пониженной твердостью составляло менее 2,00%, более предпочтительно – 1,50% или менее.

[0052]

Mn: 0,01% – 1,80%

Mn является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому его добавляют для увеличения прочности. Чтобы сделать твердость слоя с пониженной твердостью ниже твердости средней по толщине части, предпочтительно сделать его содержание меньшим, чем в средней по толщине части. По этой причине предпочтительно, чтобы содержание Mn в слое с пониженной твердостью было меньше 1,80%, предпочтительно – на уровне 1,40% или менее, более предпочтительно – на уровне менее 0,90% и еще более предпочтительно – на уровне 0,70% или менее.

[0053]

Если содержание Mn в средней по толщине части составляет от 0,20% до менее 1,50%, предпочтительное содержание Mn в слое с пониженной твердостью составляет менее 0,90%, более предпочтительно – 0,70% или менее. Более того, предпочтительное содержание Mn в слое с пониженной твердостью составляет от 0,12% до менее 0,90%, более предпочтительно – до 0,70%. Кроме того, если содержание Mn в средней по толщине части составляет от 1,50% до менее 3,00%, предпочтительно, чтобы его содержание в слое с пониженной твердостью составляло 1,80% или менее.

[0054]

Р: 0,10% или менее

Р является химическим элементом, выделяющимся на границах зерен и ухудшающим прочность на этих границах. При его содержании более 0,10% прочность на границах зерен снижается заметным образом, и снижаются стойкость к водородному охрупчиванию и способность к изгибу, поэтому содержание Р составляет 0,1% или менее. Предпочтительно, чтобы оно составляло 0,05% или менее. Конкретный нижний предел не задается, но при снижении нижнего предела до значения менее 0,0001% значительно возрастает стоимость удаления фосфора, и результат становится экономически невыгодным, поэтому на практике для стального листа нижним предельным значением, по существу, является 0,0001%.

[0055]

S: 0,10% или менее

S является химическим элементом, образующим включения. Включения образуются при содержании более 0,10%, и в результате снижаются стойкость к водородному охрупчиванию и способность к изгибу, поэтому содержание S составляет 0,10% или менее. Предпочтительно, чтобы оно составляло 0,0025% или менее. Конкретный нижний предел не задается, но при снижении нижнего предела до значения менее 0,0015% значительно возрастает стоимость удаления серы, и результат становится экономически невыгодным, поэтому на практике для стального листа нижним предельным значением, по существу, является 0,0001%.

[0056]

Раств. Al: 0,0002% – 3,0000%

Al является химическим элементом, обеспечивающим раскисление расплавленной стали и делающим сталь более спокойной. В настоящем изобретении при выполнении раскисления учитывается не общее содержание Al в стали, а содержание "алюминия, растворимого в кислоте" (раств. Al). При содержании раств. Al меньше 0,0002% раскисление является недостаточным, поэтому предпочтительно, чтобы содержание раств. Al составляло 0,0002% или более. Более предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,0010% или более. С другой стороны, при добавлении более 3,0% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 3,0% или менее.

[0057]

N: 0,01% или менее

N является химическим элементом–примесью и химическим элементом, который образует нитриды и ухудшает способность к изгибу. При содержании более 0,01% образуются крупные нитриды, и способность к изгибу заметно снижается, поэтому содержание N составляет 0,01% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,0075% или менее. Конкретный нижний предел не задается, но при снижении нижнего предела до значения менее 0,0001% значительно возрастает стоимость удаления азота, и результат становится экономически невыгодным, поэтому на практике для стального листа нижним предельным значением, по существу, является 0,0001%.

[0058]

Если рассматривать химический состав слоя с пониженной твердостью, в предпочтительном случае содержание одного или более из химических элементов С, Si и Mn составляет 0,6 или менее от их соответствующего содержания в средней по толщине части. Кроме требования, касающегося верхних предельных значений химических элементов P, S и N, являющихся неизбежными примесями, которые ухудшают прочность и/или способность к изгибу, на содержание других компонентов конкретные ограничения не накладываются. Если говорить в общем, слой с пониженной твердостью, кроме C, Si и Mn, может в качестве необязательного варианта избирательно включать один или более компонентов, которые приведены далее.

[0059]

Ni: 0,01% – 3,00%

Ni является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При содержании менее 0,01% этот эффект не достигается, поэтому его содержание составляет 0,01% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,5% или более. С другой стороны, при добавлении более 3,00% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 3,00% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 2,50% или менее.

[0060]

Nb: 0,010% – 0,150%

Nb является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При содержании менее 0,010% этот эффект не достигается, поэтому его содержание задают на уровне 0,010% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,035% или более. С другой стороны, при добавлении более 0,150% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 0,150% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,120% или менее.

[0061]

Ti: 0,010% – 0,150%

Ti является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При содержании менее 0,010% этот эффект не достигается, поэтому его содержание составляет 0,010% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,020%. С другой стороны, при добавлении более 0,150% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 0,150% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,120% или менее.

[0062]

Mo: 0,005% – 1,000%

Mo является химическим элементом, способствующим повышению прочности из–за твердорастворного упрочнения, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При содержании менее 0,005% этот эффект не достигается, поэтому его содержание составляет 0,005% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,010% или более. С другой стороны, при добавлении более 1,000% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 1,000% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,800% или менее.

[0063]

B: 0,0005% – 0,0100%

В является химическим элементом, выделяющимся на границах зерен и повышающим прочность на этих границах, поэтому он может быть добавлен в необходимом количестве. При его содержании менее 0,0005% не достигается достаточный эффект, поэтому его добавляют на уровне 0,0005% или более. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,0010% или более. С другой стороны, при добавлении более 0,0100% эффект достигает насыщения, поэтому содержание составляет 0,0100% или менее. Предпочтительно, чтобы содержание составляло 0,0075% или менее.

[0064]

Распределение твердости в сечении горячештампованной детали

Предпочтительно, чтобы твердость в сечении, перпендикулярном поверхности горячештампованной детали, была неизменной. Контакт вертикальных стенок элемента в форме шляпы со штампом затруднен, и скорость охлаждения становится низкой, поэтому иногда твердость снижается. Если в сечении, перпендикулярном продольному направлению в этом элементе, имеется область, в которой твердость снижается на 100 HV или более относительно средней твердости в этом сечении, во время удара в части с пониженной твердостью будет концентрироваться деформация, и эта часть будет преждевременно разрушаться, поэтому невозможно будет обеспечить высокую стойкость к удару. По этой причине не должно иметься мест, твердость в которых более чем на 100 HV ниже среднего значения из распределения твердости в сечении, перпендикулярном поверхности горячештампованной детали (ниже называемого "средней твердостью в поперечном сечении"). Распределение твердости в поперечном сечении и среднюю твердость в поперечном сечении определяют путем получения среза, перпендикулярного продольному направлению в вытянутой в длину горячештампованной детали, в любом положении на этой длине, и измерения твердости по Виккерсу от одного края этого среза до другого с шагом, составляющим 1 мм или менее, с использованием устройства для измерения микротвердости (при нагрузке 1 кгс (9,8 Н)).

[0065]

Создание слоя покрытия

С целью повышения коррозионной стойкости на поверхности слоя с пониженной твердостью может быть создан слой покрытия. Слой покрытия может представлять собой слой, полученный путем электроплакирования или путем погружения в расплав. Слой, полученный путем электроплакирования, например, представляет собой плакирующий слой из Zn, плакирующий слой из сплава Zn–Ni и т.д. В качестве слоя, полученного путем погружения в расплав, можно упомянуть слой из Zn, полученный путем погружения в расплав, отожженный слой из Zn, полученный путем погружения в расплав, слой из Al, полученный путем погружения в расплав, слой из сплава Zn–Al, полученный путем погружения в расплав, слой из сплава Zn–Al–Mg, полученный путем погружения в расплав, слой из сплава Zn–Al–Mg–Si, полученный путем погружения в расплав, и т.д. На количество материала, наносимого при получении слоя, конкретные ограничения не накладываются, и оно может быть стандартным.

[0066]

Способ изготовления горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению

Далее будет рассмотрен способ изготовления, позволяющий получить горячештампованную деталь, соответствующую настоящему изобретению, но это изобретение не ограничивается рассмотренным ниже двухслойным стальным листом.

[0067]

Согласно одному варианту способа изготовления по настоящему изобретению, сначала для удаления поверхностных оксидов выполняют шлифование передней поверхности и/или задней поверхности стального листа, удовлетворяющего рассмотренным выше требованиям по химическому составу в средней по толщине части, после этого на каждую из шлифованных поверхностей стального листа, из которого должна быть получена средняя по толщине часть, накладывают стальной лист, из которого должен быть получен слой с пониженной твердостью. На способ соединения стального листа, из которого должен быть получен слой с пониженной твердостью, и стального листа, из которого должна быть получена средняя по толщине часть, конкретные ограничения не накладываются, в частности, эти листы могут быть соединены при помощи дуговой сварки. Для получения из него слоя с пониженной твердостью, предпочтительно накладывать такой стальной лист, в котором содержание одного или более из химических элементов С, Si и Mn составляет 0,6 или менее от их соответствующего содержания в стальном листе, из которого должна быть получена средняя по толщине часть.

[0068]

Кроме того, за счет поддержания скорости литья на уровне 6 т/мин или более при непрерывном литье стального листа, из которого должен быть получен слой с пониженной твердостью, можно уменьшить микросегрегацию Mn в этом листе и обеспечить в нем неизменную концентрацию Mn. Mn увеличивает предел текучести аустенита и, таким образом, влияет на характер образования границ зерен в структурах, возникающих в результате превращений, поэтому в случае задания в качестве кристаллического зерна области с границами, на которых разница в ориентации составляет 15° или более, он способствует образованию кристаллических зерен, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°. По этой причине в процессе непрерывного литья стального листа, из которого должен быть получен слой с пониженной твердостью, скорость литья также можно поддерживать на уровне 6 т/ч или более с целью способствовать возникновению указанной выше микроструктуры.

[0069]

Кроме того, в качестве стального листа для изготовления горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению, предпочтительно использовать двухслойный стальной лист, полученный при помощи указанного выше способа, который затем выдержан при температуре 1100°С – 1350°С в течение 60 минут или более. Авторы изобретения изучили этот момент и в результате пришли к выводу, что при выполнении термообработки, заключающейся в выдержке стального листа при температуре 1100°С – 1350°С в течение 60 минут или более, в металле в области от положения на глубине 20 мкм от поверхности слоя с пониженной твердостью до середины этого слоя, если в качестве кристаллического зерна задать область с границами, на которых разница в ориентации составляет 15° или более, относительная площадь в сумме кристаллических зерен, внутри которых максимальная разность в ориентации кристаллов составляет 1° или менее, и кристаллических зерен, внутри которых максимальная разность в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°, будет находиться в диапазоне от 20% до менее 50%, и можно обеспечить превосходные способность к изгибу и стойкость к водородному охрупчиванию. Верхний предел конкретным образом не задается, но при выдержке листа в течение периода более 300 минут значительно возрастает стоимость нагрева, и результат становится экономически невыгодным, поэтому в условиях реальной работы верхним предельным значением, по существу, является значение 300 минут.

[0070]

Чтобы получить горячештампованную деталь, соответствующую настоящему изобретению, многослойный элемент, изготовленный при помощи указанного выше способа (двухслойный стальной лист), можно подвергнуть горячей прокатке, холодной прокатке, горячей штамповке, на нем в непрерывном режиме можно создать покрытие путем погружения в расплав и т.д.

[0071]

Горячую прокатку можно выполнять в обычных условиях. Например, температура завершения прокатки может составлять 810°С или более. Также нет необходимости задавать конкретные условия последующего охлаждения. Стальной лист сматывают в рулон при температуре 750°С или менее. Кроме того, после горячей прокатки двухслойный стальной лист можно повторно нагреть с целью снижения его твердости.

[0072]

Кроме того, с целью дополнительно способствовать созданию средней по толщине части, предпочтительно, чтобы горячая прокатка двухслойного стального листа, выполняемая после указанной выше термообработки, включала черновую прокатку и чистовую прокатку, причем черновую прокатку выполняют в два прохода в следующих условиях: температура 1100°С или более, степень уменьшения толщины листа в одном проходе от 5% до менее 50% и промежуток времени между проходами 3 секунды или более.

[0073]

Если говорить более конкретно, чтобы дополнительно способствовать созданию средней по толщине части в настоящем изобретении, необходимо обеспечить более равномерное распределение легирующих химических элементов, в частности, атомов С. Равномерное распределение С обеспечивают за счет диффузии его атомов. С повышением температуры степень диффузии атомов С увеличивается. Таким образом, при управлении концентрацией С важную роль начинает играть управление процессом черновой прокатки, начиная с нагрева при выполнении горячей прокатки. Чтобы способствовать диффузии атомов С, температура нагрева при горячей прокатке должна быть высокой. Предпочтительно, чтобы она составляла 1100°С – 1350°С, более предпочтительно, чтобы она составляла 1150°С – 1350°С. Во время нагрева при горячей прокатке происходят процессы (i) и (ii), показанные на Фиг.1. Процесс (i) – это диффузия атомов С из средней по толщине части в поверхностный слой, а процесс (ii) – это обезуглероживание, в ходе которого С выделяется вовне из поверхностного слоя. Распределение С изменяется из–за соотношения между этими процессами (i) и (ii) диффузии атомов С и выделения. При температуре меньше 1100°С процесс (i) протекает в недостаточной степени, поэтому невозможно получить предпочтительное распределение С. С другой стороны, при температуре больше 1350°С процесс (ii) протекает в чрезмерной степени, поэтому также невозможно получить предпочтительное распределение.

[0074]

После выбора температуры нагрева при горячей прокатке с целью получения предпочтительного распределения С, для получения более оптимального распределения С становится чрезвычайно важным управление проходами черновой прокатки. Черновую прокатку выполняют два или более раз в следующих условиях: температура черновой прокатки 1100°С или более, степень уменьшения толщины листа в одном проходе от 5% до менее 50% и промежуток времени между проходами 3 секунды или более. Целью этого является способствование диффузии атомов С в процессе (i), показанном на Фиг.1, из–за деформации, возникающей при черновой прокатке. Если используется обычный способ черновой и чистовой прокатки сляба, в котором предпочтительная концентрация С задается за счет нагрева при черновой прокатке, толщина листа будет уменьшаться без достаточной диффузии атомов С в поверхностный слой. Поэтому если при помощи обычного процесса горячей прокатки из сляба, имеющего толщину более 200 мм, изготавливается горячекатаный стальной лист толщиной несколько миллиметров, в поверхностном слое этого листа концентрация С будет сильно меняться. В этом случае нельзя будет получить умеренное изменение твердости. Чтобы не допустить этого, предлагается разработанный метод, заключающийся в указанном выше контроле проходов при черновой прокатке. На диффузию атомов С в значительной степени влияет не только температура, но также и деформация (плотность дислокаций). В частности, если сравнивать с решеточной диффузией, в случае диффузии по дислокациям степень диффузии увеличивается в 10 или более раз, поэтому необходимо предпринять меры по сохранению плотности дислокаций при выполнении прокатки с целью уменьшения толщины листа. Кривая 1, приведенная на Фиг.2, демонстрирует изменение плотности дислокаций после прохода прокатки в случае, когда степень уменьшения толщины листа в одном проходе черновой прокатки является маленькой. Как можно видеть, деформация сохраняется в течение длительного периода времени. Если таким образом обеспечить сохранение деформации в поверхностном слое в течение длительного периода времени, атомы С будут диффундировать в этот слой в достаточной степени, и можно обеспечить оптимальное распределение С. С другой стороны, кривая 2 демонстрирует изменение плотности дислокаций в случае, когда степень уменьшения толщины листа в одном проходе черновой прокатки является большой. Если степень деформации, возникающей при прокатке, растет, облегчается возврат в исходное состояние, и плотность дислокаций быстро снижается. По этой причине, чтобы получить оптимальное распределение С, необходимо предотвратить изменение плотности дислокаций, аналогичное показанному кривой 2. Исходя из этого, верхний предел степени уменьшения толщины листа в одном проходе задают на уровне менее 50%. Чтобы способствовать диффузии атомов С в поверхностном слое, необходимо обеспечить определенные плотность дислокаций и время выдержки, поэтому нижний предел степени уменьшения толщины листа в одном проходе задают равным 5%. И необходимо обеспечить промежуток времени между проходами не менее 3 секунд.

[0075]

Холодную прокатку можно выполнять с обычной степенью обжатия, например, 30% – 90%. При получении горячекатаного стального листа и холоднокатаного стального листа, помимо горячей прокатки и холодной прокатки также можно выполнять рекристализационный отжиг в обычном режиме и дрессировку в обычном режиме.

[0076]

Во время горячей штамповки этапы нагрева, придания формы и охлаждения также можно выполнять в обычном режиме. Например, горячую штамповку в обычном режиме можно выполнять для придания требуемой формы горячекатаному стальному листу, который развернут из рулона, созданного на этапе горячей прокатки, холоднокатаному стальному листу, который получен после развертывания из рулона и холодной прокатки развернутого горячекатаного стального листа, или стальному листу, который получен в результате создания плакирующего слоя или покрытия на холоднокатаном стальном листе, с нагревом их со скоростью 0,1°С/с – 200°С/с до температуры 810°С – 1000°С и выдержкой при этой температуре.

[0077]

Время выдержки может быть задано в соответствии с режимом формования, поэтому на него не накладывается конкретных ограничений. Например, при выдержке 30–600 секунд можно получить горячештампованную деталь хорошего качества после охлаждения до комнатной температуры.

[0078]

Для скорости охлаждения также можно выбирать обычное значение. Например, средняя скорость охлаждения в диапазоне от температуры нагрева до температуры более 400°С может составлять 50°С/с или более. В случае, если в средней по толщине части стального листа содержание Si составляет от более 0,50% до менее 3,00%, и содержание Mn составляет от 0,20% до менее 1,50%, либо если в этой части содержание Si составляет от более 0,50% до менее 3,00%, а содержание Mn составляет от 1,50% до менее 3,00%, чтобы увеличить количество остаточного аустенита с целью повышения пластичности, во время охлаждения после нагрева и выдержки предпочтительно обеспечить в диапазоне температур 200°С – 400°С среднюю скорость охлаждения на уровне менее 50°С/с.

[0079]

Для задания определенных значений прочности и других свойств, после охлаждения детали до комнатной температуры можно выполнить ее отпуск при температуре 150°С – 600°С.

[0080]

В приведенном выше варианте при выполнении способа изготовления горячештампованной детали среднюю по толщине часть и слой с пониженной твердостью создают из отдельных стальных листов. Однако горячештампованная деталь по настоящему изобретению не ограничивается двухслойным стальным листом, состоящим из рассмотренных выше двух стальных листов, которые наложены друг на друга. Среднюю по толщине часть и слой с пониженной твердостью можно создавать в одном стальном листе. Например, чтобы получить высокопрочный стальной лист, состоящий из слоя с пониженной твердостью и средней по толщине части, можно выполнить соответствующую обработку цельного стального листа с целью его обезуглероживания и снижения твердости в поверхностном слое.

Примеры

[0081]

Далее будут рассмотрены примеры реализации настоящего изобретения, но условия в этих примерах являются всего лишь иллюстративными и используются для подтверждения работоспособности и преимуществ этого изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается этими иллюстративными условиями. В настоящем изобретении могут быть применены различные условия, пока они не выходят за пределы сущности этого изобретения и позволяют выполнить задачу, поставленную при его создании.

[0082]

Пример А изготовления

Поверхности стальных листов №№ 1–19 для средней по толщине части, имеющих химический состав, указанный в Таблице А–1–1 и Таблице А–1–2 (в этих таблицах – "Сталь №№ 1–19"), были отшлифованы для удаления поверхностных оксидов. После этого соответствующие стальные листы для средней по толщине части были сварены при помощи дуговой сварки на одной или обеих поверхностях со стальными листами для слоя с пониженной твердостью (ниже называются "стальными листами для поверхностного слоя"), имеющими химический состав, указанный в Таблице А–1–1 и Таблице А–1–2, чтобы изготовить многослойные стальные листы №№ 1–44, из которых должна быть получена горячештампованная деталь. Если в тех ячейках этих таблиц, в которых указано содержание компонентов, стоит 0, это означает, что соответствующие компоненты намеренно не добавляются.

[0083]

После дуговой сварки толщина в сумме стального листа для поверхностного слоя и стального листа для средней по толщине части составляла 200–300 мм, при этом толщина стального листа для поверхностного слоя составляла 1/3 или около этого от толщины стального листа для средней по толщине части (1/4 или около этого в случае наложения с одной стороны). Многослойный стальной лист № 38 представлял собой лист, в котором стальной лист для поверхностного слоя приварен только к одной поверхности. Для тех из многослойных стальных листов №№ 1–44, приведенных в Таблице А–1–1 и Таблице А–1–2, в которых стальной лист для средней по толщине части не удовлетворял требованиям по химическому составу для данной части горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению, в столбце "Примечание" указано "Сравнительная сталь".

[0084]

Для многослойных стальных листов №№ 1–44 была выполнена обработка в условиях, указанных в Таблице А–2–1 и Таблице А–2–2 как "Режим изготовления" под соответствующим из №№ 1–44, а именно, термообработка перед горячей прокаткой, черновая прокатка, горячая прокатка и холодная прокатка. Далее, при получении горячештампованных деталей №№ 1А – 44А ("Штампованных деталей" из Таблицы А–3) путем горячей штамповки, эти стальные листы были подвергнуты термообработке, как указано в Таблице А–2–1 и Таблице А–2–2 (в этих таблицах – "Термообработка при горячей штамповке"). Кроме того, на поверхности стальных листов, из которых состоят горячештампованные детали №№ 36А и 37А, на линии нанесения покрытия путем погружения в расплав было нанесено покрытие из алюминия в количестве 120–160 г/м2.

[0085]

В таблицах в столбце "Степень уменьшения толщины листа" в разделе "Черновая прокатка" указана степень уменьшения толщины за один проход черновой прокатки. В столбце "Число операций прокатки" указано число операций прокатки при условии, что промежуток времени между проходами составляет 3 секунды или более. Кроме того, в таблицах в столбце "Скорость нагрева, °С/с" указана скорость повышения температуры до достижения температуры нагрева, указанной в разделе "Термообработка при горячей штамповке", после выполнения холодной прокатки. Помимо этого, в таблицах в столбце "Температура нагрева, °С" в разделе "Термообработка при горячей штамповке" указана температура во время горячей штамповки, в столбце "Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С)" указана средняя скорость охлаждения (°С/с) в диапазоне от температуры нагрева до температуры более 400°С, и в столбце "Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или менее)" указана средняя скорость охлаждения (°С/с) в диапазоне температур 200°С – 400°С. Кроме того, "–" в ячейках таблиц указывает, что соответствующая обработка не выполнялась.

[0086]

В Таблице А–3 приведены структура металла и свойства горячештампованных деталей №№ 1А – 44А. Компоненты, определенные в результате анализа в положениях на глубине, равной 1/2 толщины образцов, и положениях на глубине 20 мкм от поверхностей слоев с пониженной твердостью, для образцов, взятых из горячештампованных деталей, были идентичны компонентам стальных листов для средней по толщине части и стальных листов для поверхностного слоя, входящих в состав многослойных стальных листов №№ 1–44, которые приведены в Таблице А–1–1 и Таблице А–1–2.

[0087]

Структура металла горячештампованных деталей была определена при помощи указанного выше способа. В стальном листе для средней по толщине части, образующем эту часть детали, была вычислена твердость, и в стальном листе для поверхностного слоя, образующем слой с пониженной твердостью, в области от его поверхности до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, была вычислена относительная площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составила 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составила 8° – 15°. Вычисленные значения относительной площади указаны в Таблице А–3 в столбце "Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8° – 15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом), %".

[0088]

Кроме того, для горячештампованной детали было выполнено испытание на растяжение. Результаты приведены в Таблице А–3. Испытание на растяжение выполнялось для изготовленного испытательного образца №5, указанного в стандарте JIS Z 2201, с использованием способа, указанного в стандарте JIS Z 2241.

[0089]

Стойкость горячештампованной детали к водородному охрупчиванию была оценена с использованием испытательного образца, вырезанного из этой детали. Если говорить в общем, горячештампованную деталь соединяют с другими элементами при помощи точечной сварки или другого способа соединения. В зависимости от точности формы элемента, горячештампованная деталь может подвергаться перекручиванию, и в ней будут возникать механические напряжения. Величина механических напряжений зависит от положения элемента. При расчетах трудно обеспечить достаточную точность, но в случае отсутствия замедленного разрушения под действием механического напряжения, возникающего при достижении предела текучести, считается, что при использовании на практике проблем возникать не будет. Если говорить более подробно, из штампованной детали был вырезан испытательный образец с толщиной 1,2 мм, шириной 6 мм и длиной 68 мм, в котором при выполнении испытания на четырехточечный изгиб была создана деформация, соответствующая механическому напряжению, возникающему при достижении предела текучести, после этого образец был погружен в соляную кислоту c pH3 на 100 часов. Стойкость к водородному охрупчиванию оценивалась по наличию трещин. Варианты, в которых отсутствовали трещины, считались удовлетворительными ("Хорошая"), и варианты, в которых имелись трещины, считались неудовлетворительными ("Плохая").

[0090]

Для оценки стойкости горячештампованной детали к удару использовался стандарт VDA (VDA238–100), рекомендованный Ассоциацией автомобильной промышленности Германии, при соблюдении приведенных далее условий измерения. В настоящем изобретении на основе смещения под действием максимальной нагрузки, полученной в ходе испытания на изгиб, в соответствии со стандартом VDA был получен максимальный угол изгиба, что позволило оценить стойкость горячештампованной детали к удару.

[0091]

Размеры испытательного образца: 60 мм (направление прокатки) Ч 60 мм (направление, перпендикулярное направлению прокатки) или 30 мм (направление прокатки) Ч 30 мм (направление, перпендикулярное направлению прокатки);

Линия сгиба: направление, перпендикулярное направлению прокатки;

Способ испытания: круглые опоры, прижатие оправкой;

Диаметр опоры: ϕ 30 мм;

Форма оправки: R=0,4 мм на вершине;

Расстояние между опорами: 2,0 × толщина листа (мм) + 0,5 мм;

Скорость вдавливания: 20 мм/мин;

Устройство для испытаний: Shimadzu Autograph 20 кН.

[0092]

Если прочность на растяжение составляла 1500 МПа или более, максимальный угол изгиба составлял 90° или более, и стойкость к водородному охрупчиванию была удовлетворительной, считалось, что стойкость к удару и стойкость к водородному охрупчиванию были превосходными, и данный вариант считался примером изобретения (указан как "Пр. изобр."). Если хотя бы одно из этих трех условий не соблюдалось, данный вариант считался сравнительным примером (указан как "Сравн. пр.").

[0093]

В каждой горячештампованной детали, являющейся примером изобретения, в области от поверхности стального листа для поверхностного слоя до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, относительная площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 8° – 15°, находилась в диапазоне от 20% до менее 50%. Кроме того, каждая горячештампованная деталь, являющаяся примером изобретения, имела превосходные прочность на растяжение, способность к изгибу и стойкость к водородному охрупчиванию.

[0094]

В то же время, горячештампованная деталь № 5А имела низкое содержание углерода в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части оказалась недостаточной, и недостаточной оказалась прочность на растяжение. Горячештампованная деталь № 9А имела чрезмерно высокое содержание углерода в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части оказалась чрезмерной, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу. Кроме того, горячештампованная деталь № 11А имела низкое содержание Mn в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части оказалась недостаточной, и недостаточной оказалась прочность на растяжение.

[0095]

Горячештампованные детали №№ 30А – 32А представляют собой сравнительные примеры, изготовленные с использованием многослойных стальных листов, предназначенных для получения горячештампованной детали, для которых перед горячей штамповкой термообработка не была выполнена требуемым образом. Горячештампованная деталь № 30А имела слишком низкую температуру во время термообработки перед горячей штамповкой, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, невозможно было исключить влияние свойств на поверхности горячештампованной детали и в области перехода от средней по толщине части к слою с пониженной твердостью, и невозможно было обеспечить превосходную способность к изгибу. Кроме того, горячештампованная деталь № 31А имела чрезмерно высокую температуру во время термообработки перед горячей штамповкой, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в чрезмерной степени, разница в твердости слоя с пониженной твердостью и средней по толщине части оказалась слишком большой, и невозможно было обеспечить эффект от уменьшения большого градиента твердости в направлении по толщине, возникающий во время деформации при изгибе. По этой причине у горячештампованной детали № 31А невозможно было обеспечить превосходную способность к изгибу. Время термообработки горячештампованной детали № 32А перед горячей штамповкой было слишком маленьким, поэтому в области от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу.

[0096]

Во время черновой прокатки горячештампованной детали № 41А температура была низкой. Кроме того, во время черновой прокатки горячештампованной детали № 42А была низкой степень уменьшения толщины листа. Помимо этого, во время прокатки горячештампованной детали № 43А число операций прокатки было меньше требуемого при соблюдении условия, что промежуток времени между проходами должен составлять 3 секунды или более. Эти горячештампованные детали были изготовлены без соблюдения подходящих условий черновой прокатки, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, невозможно было облегчить деформацию, возникающую из–за изгиба, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу.

[0097]

При получении путем непрерывного литья стального листа, который должен быть использован в качестве поверхностного слоя горячештампованной детали № 44А, скорость литья поддерживалась на уровне 6 т/мин или более. Это позволило обеспечить в области от поверхности этого стального листа до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, большую относительную площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 8° – 15°, и эта горячештампованная деталь имеет превосходную способность к изгибу.

[0098]

Таблица А–1–1

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для средней по толщине части, мас.% Примечания
Сталь № C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
1 1 0,21 0,13 1,31 0,016 0,0026 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
2 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
3 3 0,29 0,1 1,25 0,016 0,0008 0,0390 0,0042 0 0 0 0 0
4 4 0,53 0,18 1,37 0,009 0,0007 0,0440 0,0023 0 0 0 0 0
5 5 0,17 0,13 1,26 0,01 0,0005 0,0470 0,0027 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
6 6 0,21 0,11 1,35 0,003 0,001 0,0400 0,0022 0 0 0 0 0
7 7 0,23 0,14 1,37 0,009 0,0004 0,0510 0,0037 0 0 0 0 0
8 8 0,26 0,15 1,22 0,005 0,0012 0,0520 0,0031 0 0 0 0 0
9 9 0,86 0,11 1,34 0,002 0,0011 0,0380 0,0024 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
10 10 0,23 0,33 1,26 0,006 0,0002 0,0410 0,0026 0 0 0 0 0
11 11 0,36 0,23 0,08 0,005 0,0005 0,0460 0,0022 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
12 12 0,33 0,22 0,74 0,002 0,001 0,0500 0,0027 0 0 0 0 0
13 13 0,25 0,15 1,23 0,012 0,0004 0,0480 0,0038 0,07 0 0 0 0
14 14 0,26 0,08 1,31 0,005 0,0004 0,0430 0,0024 0 0,032 0 0 0
15 15 0,28 0,12 1,36 0,011 0,0006 0,0340 0,0032 0 0 0,026 0 0
16 16 0,22 0,18 1,31 0,014 0,0008 0,0430 0,0028 0 0 0 0,04 0
17 17 0,27 0,12 1,37 0,012 0,001 0,0500 0,0028 0 0 0 0 0,0015
18 1 0,24 0,13 1,31 0,016 0,0026 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
19 1 0,23 0,13 1,31 0,016 0,0026 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
20 1 0,25 0,13 1,31 0,016 0,0026 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
21 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
22 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
23 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
24 3 0,29 0,1 1,25 0,016 0,0008 0,0390 0,0042 0 0 0 0 0
25 3 0,29 0,1 1,25 0,016 0,0008 0,0390 0,0042 0 0 0 0 0
26 3 0,29 0,1 1,25 0,016 0,0008 0,0390 0,0042 0 0 0 0 0
27 4 0,53 0,18 1,37 0,009 0,0007 0,0440 0,0023 0 0 0 0 0
28 4 0,53 0,18 1,37 0,009 0,0007 0,0440 0,0023 0 0 0 0 0
29 4 0,53 0,18 1,37 0,009 0,0007 0,0440 0,0023 0 0 0 0 0
30 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
31 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
32 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
33 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
34 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
35 18 0,61 0,14 1,32 0,003 0,0004 0,0520 0,0037 0 0 0 0 0
36 18 0,61 0,14 1,32 0,003 0,0004 0,0520 0,0037 0 0 0 0 0
37 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
38 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
39 19 0,45 0,17 1,35 0,009 0,0001 0,0400 0,0028 0 0 0 0 0
40 19 0,45 0,17 1,35 0,009 0,0001 0,0400 0,0028 0 0 0 0 0
41 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
42 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
43 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0
44 2 0,35 0,08 1,35 0,013 0,0011 0,0370 0,003 0 0 0 0 0

[0099]

Таблица А–1–2

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для поверхностного слоя, мас.% Примечания
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
1 0,080 0,072 0,642 0,015 0,0028 0,0390 0,0029 0 0 0 0 0
2 0,196 0,038 0,608 0,012 0,0011 0,0380 0,0029 0 0 0 0 0
3 0,107 0,044 0,638 0,016 0,0010 0,0400 0,0043 0 0 0 0 0
4 0,260 0,083 0,630 0,011 0,0008 0,0460 0,0023 0 0 0 0 0
5 0,092 0,068 0,554 0,009 0,0006 0,0450 0,0027 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
6 0,116 0,053 0,621 0,004 0,0012 0,0380 0,0022 0 0 0 0 0
7 0,138 0,069 0,575 0,007 0,0006 0,0520 0,0037 0 0 0 0 0
8 0,114 0,069 0,464 0,005 0,0013 0,0510 0,0032 0 0 0 0 0
9 0,404 0,046 0,643 0,003 0,0009 0,0360 0,0024 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
10 0,104 0,185 0,693 0,006 0,0002 0,0400 0,0026 0 0 0 0 0
11 0,212 0,113 0,035 0,006 0,0003 0,0450 0,0023 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
12 0,165 0,103 0,281 0,003 0,0011 0,0480 0,0026 0 0 0 0 0
13 0,123 0,072 0,677 0,013 0,0003 0,0500 0,0039 0,02 0 0 0 0
14 0,125 0,033 0,537 0,003 0,0002 0,0450 0,0023 0 0,031 0 0 0
15 0,123 0,053 0,653 0,010 0,0008 0,0330 0,0032 0 0 0,023 0 0
16 0,130 0,083 0,59 0,014 0,0007 0,0410 0,0027 0 0 0 0,04 0
17 0,113 0,055 0,699 0,014 0,0012 0,0520 0,0028 0 0 0 0 0,0017
18 0,103 0,116 1,245 0,017 0,0027 0,0380 0,0029 0 0 0 0 0
19 0,101 0,118 0,655 0,018 0,0026 0,0390 0,0030 0 0 0 0 0
20 0,145 0,057 1,061 0,015 0,0024 0,0360 0,0031 0 0 0 0 0
21 0,312 0,038 0,662 0,014 0,0012 0,0390 0,0030 0 0 0 0 0
22 0,308 0,044 1,134 0,014 0,0009 0,0360 0,0030 0 0 0 0 0
23 0,301 0,070 0,594 0,012 0,0012 0,0350 0,0029 0 0 0 0 0
24 0,220 0,043 0,563 0,017 0,0008 0,0370 0,0043 0 0 0 0 0
25 0,133 0,091 0,638 0,014 0,0008 0,0400 0,0041 0 0 0 0 0
26 0,128 0,045 0,975 0,016 0,0007 0,0370 0,0041 0 0 0 0 0
27 0,429 0,092 0,685 0,008 0,0009 0,0430 0,0023 0 0 0 0 0
28 0,217 0,160 0,617 0,007 0,0008 0,0450 0,0022 0 0 0 0 0
29 0,233 0,074 1,206 0,007 0,0005 0,0440 0,0023 0 0 0 0 0
30 0,151 0,04 0,554 0,011 0,0013 0,0360 0,0031 0 0 0 0 0
31 0,165 0,044 0,486 0,011 0,0009 0,0380 0,0031 0 0 0 0 0
32 0,147 0,047 0,486 0,012 0,0010 0,0370 0,0031 0 0 0 0 0
33 0,179 0,037 0,581 0,011 0,0012 0,0390 0,0031 0 0 0 0 0
34 0,182 0,046 0,621 0,011 0,0010 0,0360 0,0029 0 0 0 0 0
35 0,348 0,081 0,488 0,002 0,0002 0,0500 0,0037 0 0 0 0 0
36 0,299 0,066 0,581 0,005 0,0005 0,0520 0,0036 0 0 0 0 0
37 0,154 0,042 0,648 0,013 0,0010 0,0370 0,0029 0 0 0 0 0
38 0,196 0,038 0,608 0,012 0,0011 0,0360 0,0030 0 0 0 0 0
39 0,221 0,092 0,689 0,011 0,0004 0,0380 0,0027 0 0 0 0 0
40 0,410 0,148 1,094 0,007 0,0007 0,0410 0,0028 0 0 0 0 0
41 0,196 0,038 0,608 0,012 0,0011 0,0380 0,0029 0 0 0 0 0
42 0,196 0,038 0,608 0,012 0,0011 0,0380 0,0029 0 0 0 0 0
43 0,196 0,038 0,608 0,012 0,0011 0,0380 0,0029 0 0 0 0 0
44 0,196 0,038 0,608 0,012 0,0011 0,0380 0,0029 0 0 0 0 0

[0100]

Таблица А–2–1

Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Термообработкаперед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование Толщина листа, мм
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон, °С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или менее) Температура отпуска, °С
1 1 1317 115 1159 39 3 892 721 58 37 847 65 58 Нет 1,2
2 2 1256 96 1161 31 3 848 699 61 39 848 102 96 Нет 1,1
3 3 1301 86 1135 24 3 892 674 45 51 882 78 71 Нет 1,5
4 4 1279 112 1151 39 3 910 651 53 57 916 95 88 Нет 1,3
5 5 1276 118 1140 35 3 882 569 55 56 849 94 89 Нет 1,3
6 6 1307 128 1158 35 3 879 675 61 71 891 68 59 Нет 1,1
7 7 1329 102 1194 43 3 889 688 48 63 822 84 78 Нет 1,5
8 8 1315 122 1129 44 3 904 698 40 50 838 84 79 Нет 1,7
9 9 1294 96 1165 25 3 901 705 63 26 872 72 63 Нет 1,0
10 10 1319 109 1135 35 3 838 574 48 44 836 75 68 Нет 1,5
11 11 1327 109 1125 30 3 885 693 54 58 903 100 93 Нет 1,3
12 12 1251 106 1181 38 3 849 527 48 62 873 79 73 Нет 1,5
13 13 1284 86 1186 28 3 870 659 44 25 898 99 90 Нет 1,6
14 14 1262 83 1134 42 3 918 632 57 39 826 71 63 Нет 1,2
15 15 1295 96 1163 39 3 848 694 41 26 873 85 75 Нет 1,7
16 16 1252 125 1145 37 3 835 693 52 32 883 102 93 Нет 1,3
17 17 1337 122 1135 45 3 835 730 39 68 869 115 110 Нет 1,7
18 18 1318 118 1146 37 3 843 672 38 48 925 91 85 Нет 1,7
19 19 1344 115 1163 44 3 862 557 56 22 904 70 61 Нет 1,2
20 20 1336 96 1129 44 3 919 648 45 21 850 101 91 Нет 1,5
21 21 1279 70 1153 46 3 840 702 58 19 826 100 92 Нет 1,2
22 22 1275 118 1164 36 3 849 630 55 25 900 97 87 Нет 1,3
23 23 1286 83 1136 42 3 904 594 47 66 917 93 85 Нет 1,5
24 24 1262 102 1166 33 3 909 626 49 68 889 76 70 Нет 1,4
25 25 1274 102 1142 39 3 896 645 52 60 934 95 87 Нет 1,3

[0101]

Таблица А–2–2

Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Термообработкаперед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование Толщина листа, мм
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон,°С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или менее) Температура отпуска, °С
26 26 1308 128 1135 21 3 907 713 41 20 881 89 82 Нет 1,7
27 27 1315 106 1181 26 3 843 696 42 66 886 93 88 Нет 1,6
28 28 1255 77 1189 23 3 842 647 51 27 896 109 101 Нет 1,4
29 29 1291 90 1141 38 3 888 686 53 40 855 84 74 Нет 1,3
30 30 992 118 980 34 3 896 682 47 48 892 84 78 Нет 1,5
31 31 1378 90 1146 46 3 854 661 55 69 907 67 60 Нет 1,3
32 32 1132 16 1122 34 3 876 615 41 70 903 81 72 Нет 1,7
33 33 1123 73 1113 22 3 834 550 46 68 912 79 71 Нет 1,5
34 34 1329 96 1128 27 3 879 675 0 46 914 74 68 Нет 2,8
35 35 1317 122 1141 46 3 844 545 58 53 919 93 87 267 Нет 1,2
36 36 1288 74 1172 34 3 875 533 47 49 926 98 93 274 Да 1,5
37 37 1292 80 1129 39 3 849 559 45 28 847 80 71 Да 1,5
38 38 1249 92 1120 40 3 840 678 61 32 852 101 91 Нет 1,1
39 39 1245 91 1169 36 3 883 671 47 64 848 86 76 Нет 1,5
40 40 1249 62 1145 20 3 881 703 59 30 868 115 110 Нет 1,1
41 41 1337 81 1007 41 3 840 557 58 73 917 109 101 Нет 1,4
42 42 1336 77 1151 3 2 843 594 52 31 934 77 72 Нет 1,7
43 43 1275 79 1147 35 1 896 696 51 68 903 86 78 Нет 1,6
44 44 1308 62 1121 37 3 843 702 49 65 892 100 94 Нет 1,6

[0102]

Таблица А–3

Штампованная деталь № Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Структура металла Механические свойства Примечания
Твердость в средней по толщине части, HV Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8°–15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом),
%
Прочность на растяжение, МПа Максимальный угол изгиба, ° Стойкость к водородному охрупчиванию
1A 1 1 518 48 1533 105,4 Хорошая Пр. изобр.
2A 2 2 639 35 1927 109 Хорошая Пр. изобр.
3A 3 3 717 26 2138 110,1 Хорошая Пр. изобр.
4A 4 4 795 27 2330 95,9 Хорошая Пр. изобр.
5A 5 5 391 32 1163 109,9 Хорошая Сравн. пр.
6A 6 6 583 43 1718 105,4 Хорошая Пр. изобр.
7A 7 7 603 42 1839 110 Хорошая Пр. изобр.
8A 8 8 684 31 2026 106,4 Хорошая Пр. изобр.
9A 9 9 893 21 2676 55,5 Хорошая Сравн. пр.
10A 10 10 636 36 1918 101,5 Хорошая Пр. изобр.
11A 11 11 441 35 1455 108,8 Хорошая Сравн. пр.
12A 12 12 647 31 1925 108,3 Хорошая Пр. изобр.
13A 13 13 649 33 1905 101,5 Хорошая Пр. изобр.
14A 14 14 635 38 1912 111,3 Хорошая Пр. изобр.
15A 15 15 645 34 1925 98,7 Хорошая Пр. изобр.
16A 16 16 653 36 1924 96,4 Хорошая Пр. изобр.
17A 17 17 654 31 1935 100,7 Хорошая Пр. изобр.
18A 18 18 507 47 1537 104,1 Хорошая Пр. изобр.
19A 19 19 525 48 1522 103,9 Хорошая Пр. изобр.
20A 20 20 504 46 1551 105,3 Хорошая Пр. изобр.
21A 21 21 639 32 1928 110,4 Хорошая Пр. изобр.
22A 22 22 642 34 1934 109,4 Хорошая Пр. изобр.
23A 23 23 654 35 1916 111,2 Хорошая Пр. изобр.
24A 24 24 721 25 2121 109,8 Хорошая Пр. изобр.
25A 25 25 723 27 2147 110,2 Хорошая Пр. изобр.
26A 26 26 718 24 2139 108,7 Хорошая Пр. изобр.
27A 27 27 782 29 2586 94,8 Хорошая Пр. изобр.
28A 28 28 788 31 2580 95,2 Хорошая Пр. изобр.
29A 29 29 770 27 2577 96,1 Хорошая Пр. изобр.
30A 30 30 649 13 1930 61,5 Плохая Сравн. пр.
31A 31 31 655 85 1909 66,6 Хорошая Сравн. пр.
32A 32 32 651 12 1929 68,2 Плохая Сравн. пр.
33A 33 33 636 35 1932 95,1 Хорошая Пр. изобр.
34A 34 34 639 32 1908 95,2 Хорошая Пр. изобр.
35A 35 35 726 29 2167 106 Хорошая Пр. изобр.
36A 36 36 729 25 2142 103 Хорошая Пр. изобр.
37A 37 37 640 34 1863 122,7 Хорошая Пр. изобр.
38A 38 38 649 34 2142 98,1 Хорошая Пр. изобр.
39A 39 39 722 25 2139 109,1 Хорошая Пр. изобр.
40A 40 40 782 36 2181 90,1 Хорошая Пр. изобр.
41A 41 41 632 11 2086 63,2 Плохая Сравн. пр.
42A 42 42 640 12 2112 59,6 Плохая Сравн. пр.
43A 43 43 637 13 2102 57,9 Плохая Сравн. пр.
44A 44 44 628 45 2072 108,4 Хорошая Пр. изобр.

[0103]

Пример В изготовления

Поверхности стальных листов для средней по толщине части, имеющих химический состав, указанный в Таблице В–1–1 и Таблице В–1–2, были отшлифованы для удаления поверхностных оксидов. После этого соответствующие стальные листы для средней по толщине части были сварены при помощи дуговой сварки на одной или обеих поверхностях со стальными листами для поверхностного слоя, имеющими химический состав, указанный в Таблице В–1–3 и Таблице В–1–4, чтобы изготовить многослойные стальные листы №№ 1–52, из которых должна быть получена горячештампованная деталь. Если в тех ячейках этих таблиц, в которых указано содержание компонентов, стоит 0, это означает, что соответствующие компоненты намеренно не добавляются.

[0104]

После дуговой сварки толщина в сумме стального листа для поверхностного слоя и стального листа для средней по толщине части составляла 200–300 мм, при этом толщина стального листа для поверхностного слоя составляла 1/3 или около этого от толщины стального листа для средней по толщине части (1/4 или около этого в случае наложения с одной стороны). Многослойный стальной лист № 32 представлял собой лист, в котором стальной лист для поверхностного слоя приварен только с одной стороны. Для тех из многослойных стальных листов №№ 1–52, приведенных в Таблицах с В–1–1 по В–1–3, в которых стальной лист для средней по толщине части не удовлетворял требованиям по химическому составу для данной части горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению, в столбце "Примечание" указано "Сравнительная сталь".

[0105]

Для многослойных стальных листов №№ 1–52 была выполнена обработка в условиях, указанных в Таблице В–2–1 и Таблице В–2–2 как "Режим изготовления" под соответствующим из №№ 1–52, а именно, термообработка перед горячей прокаткой, черновая прокатка, горячая прокатка и холодная прокатка. Далее, при получении горячештампованных деталей №№ 1В – 52В ("Штампованных деталей" из Таблиц В–3–1 и В–3–2) путем горячей штамповки, эти стальные листы были подвергнуты термообработке, как указано в Таблице В–2–1 и Таблице В–2–2 (в этих таблицах – "Термообработка при горячей штамповке"). Кроме того, на поверхности стальных листов, из которых состоят горячештампованные детали №№ 30В и 31В, на линии нанесения покрытия путем погружения в расплав было нанесено покрытие из алюминия в количестве 120–160 г/м2. Помимо этого, столбцы в Таблице В–2–1 и Таблице В–2–2 соответствуют столбцам в Таблице А–2–1 и Таблице А–2–2. Кроме того, "–" в ячейках таблиц указывает, что соответствующая обработка не выполнялась.

[0106]

В Таблице В–3–1 и Таблице В–3–2 приведены структура металла и свойства горячештампованных деталей №№ 1В – 52В. Компоненты, определенные в результате анализа в положениях на глубине, равной 1/2 толщины образцов, и положениях на глубине 20 мкм от поверхностей слоев с пониженной твердостью, для образцов, взятых из горячештампованных деталей, были идентичны компонентам стальных листов для средней по толщине части и стальных листов для поверхностного слоя, входящих в состав многослойных стальных листов №№ 1–52, которые приведены в Таблицах с В–1–1 по В–1–4.

[0107]

Структура металла горячештампованных деталей была определена при помощи указанного выше способа. В стальном листе для средней по толщине части, образующем эту часть детали, была вычислена твердость, и в стальном листе для поверхностного слоя, образующем слой с пониженной твердостью, в области от его поверхности до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, была вычислена относительная площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составила 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составила 8° – 15°. Вычисленные значения относительной площади указаны в Таблице В–3–1 и Таблице В–3–2 в столбце "Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8° – 15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом), %".

[0108]

Для горячештампованных деталей были выполнены испытания на растяжение. Результаты приведены в Таблице В–3–1 и Таблице В–3–2. Испытания на растяжение выполнялись для изготовленного испытательного образца №5, указанного в стандарте JIS Z 2201, с использованием способа, указанного в стандарте JIS Z 2241.

[0109]

Стойкость горячештампованной детали к водородному охрупчиванию, как и в Примере А изготовления, была оценена с использованием испытательного образца, вырезанного из этой детали. А именно, из горячештампованной детали был вырезан испытательный образец с толщиной 1,2 мм, шириной 6 мм и длиной 68 мм, в котором при выполнении испытания на четырехточечный изгиб была создана деформация, соответствующая механическому напряжению, возникающему при достижении предела текучести, после этого образец был погружен в соляную кислоту c pH3 на 100 часов, и стойкость к водородному охрупчиванию была оценена по наличию трещин. Варианты, в которых отсутствовали трещины, считались удовлетворительными ("Хорошая"), и варианты, в которых имелись трещины, считались неудовлетворительными ("Плохая").

[0110]

Для оценки стойкости горячештампованной детали к удару использовался стандарт VDA (VDA238–100), рекомендованный Ассоциацией автомобильной промышленности Германии, при соблюдении тех же условий измерения, что и в Примере А изготовления. В настоящем изобретении на основе смещения под действием максимальной нагрузки, полученной в ходе испытания на изгиб, в соответствии со стандартом VDA был получен максимальный угол изгиба, что позволило оценить стойкость горячештампованной детали к удару.

[0111]

На основе результатов измерения твердости в сечении, перпендикулярном в горячештампованной детали направлению по длине, был оценен разброс значений твердости в горячештампованных деталях. Твердость по Виккерсу измерялась с использованием устройства для измерения такой твердости при нагрузке 1 кгс (9,8 Н) и шаге 1 мм на линии, проходящей в поперечном сечении горячештампованной детали на глубине, равной 1/2 ее толщины, и параллельно ее поверхности. Средние значения твердости, измеренной для горячештампованных деталей №№ 1В – 52В, а также минимальные значения этой твердости указаны в Таблице В–3–1 и Таблице В–3–2 в столбцах "Средняя твердость в поперечном сечении" и "Минимальная твердость". "Средняя твердость в поперечном сечении – минимальная твердость" – это разность средней твердости в поперечном сечении и минимальной твердости. Те из горячештампованных деталей 1В – 52В, в которых отсутствуют области со снижением твердости на величину более 100 HV относительно средних значений, считались удовлетворительными вариантами.

[0112]

Если прочность на растяжение составляла 1500 МПа или более, максимальный угол изгиба составлял 90° или более, и стойкость к водородному охрупчиванию была удовлетворительной, считалось, что стойкость к удару и стойкость к водородному охрупчиванию были превосходными, и данный вариант считался примером изобретения (указан как "Пр. изобр."). Если хотя бы одно из этих трех условий не соблюдалось, данный вариант считался сравнительным примером (указан как "Сравн. пр.").

[0113]

В каждой горячештампованной детали, являющейся примером изобретения, в области от поверхности стального листа для поверхностного слоя до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, относительная площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляет 8° – 15°, находилась в диапазоне от 20% до менее 50%. Кроме того, каждая горячештампованная деталь, являющаяся примером изобретения, имела превосходные прочность на растяжение, способность к изгибу и стойкость к водородному охрупчиванию.

[0114]

В то же время, горячештампованная деталь № 5В имела низкое содержание углерода в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части оказалась недостаточной, и недостаточной оказалась прочность на растяжение. Горячештампованная деталь № 9В имела чрезмерно высокое содержание углерода в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части также оказалась чрезмерной, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу. Кроме того, горячештампованная деталь № 11В имела очень низкое содержание Mn в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому оказался большим разброс значений твердости в поперечном сечении штампованной детали.

[0115]

Горячештампованные детали №№ 25В – 27В представляют собой сравнительные примеры, изготовленные с использованием многослойных стальных листов, предназначенных для получения горячештампованной детали, для которых перед горячей штамповкой термообработка не была выполнена требуемым образом. Горячештампованная деталь № 25В имела слишком низкую температуру во время термообработки перед горячей штамповкой, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, невозможно было исключить влияние свойств на поверхности горячештампованной детали и в области перехода от средней по толщине части к слою с пониженной твердостью, и невозможно было обеспечить превосходную способность к изгибу.

[0116]

Кроме того, горячештампованная деталь № 26В имела чрезмерно высокую температуру во время термообработки перед горячей штамповкой, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в чрезмерной степени, разница в твердости слоя с пониженной твердостью и средней по толщине части оказалась слишком большой, и невозможно было обеспечить эффект от уменьшения большого градиента твердости в направлении по толщине, возникающий во время деформации при изгибе. По этой причине у горячештампованной детали № 26В невозможно было обеспечить превосходную способность к изгибу.

[0117]

Время термообработки горячештампованной детали № 27В перед горячей штамповкой было слишком маленьким, поэтому в области от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу.

[0118]

Во время черновой прокатки горячештампованной детали № 49В температура была низкой. Кроме того, во время черновой прокатки горячештампованной детали № 50В была низкой степень уменьшения толщины листа. Помимо этого, во время прокатки горячештампованной детали № 51В число операций прокатки было меньше требуемого при соблюдении условия, что промежуток времени между проходами должен составлять 3 секунды или более. Эти горячештампованные детали были изготовлены без соблюдения подходящих условий черновой прокатки, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, невозможно было облегчить деформацию, возникающую из–за изгиба, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу.

[0119]

При получении путем непрерывного литья стального листа, который должен быть использован в качестве поверхностного слоя горячештампованной детали № 52В, скорость литья поддерживалась на уровне 6 т/мин или более. Это позволило обеспечить в области от поверхности этого стального листа до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, большую относительную площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 8° – 15°, и эта горячештампованная деталь имеет превосходную способность к изгибу.

[0120]

Таблица В–1–1

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для средней по толщине части, мас.% Примечания
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
1 0,19 0,35 2,93 0,0162 0,0032 0,0230 0,0052 0 0 0 0 0
2 0,36 0,11 2,27 0,0096 0,0037 0,0550 0,005 0 0 0 0 0
3 0,29 0,43 2,55 0,0141 0,0026 0,0550 0,0068 0 0 0 0 0
4 0,5 0,07 2,64 0,0137 0,0006 0,0460 0,0019 0 0 0 0 0
5 0,15 0,40 1,98 0,0163 0,0032 0,0360 0,0059 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
6 0,21 0,23 2,94 0,0124 0,0048 0,0260 0,0052 0 0 0 0 0
7 0,22 0,14 1,56 0,0075 0,0048 0,0540 0,0058 0 0 0 0 0
8 0,25 0,24 2,45 0,0141 0,005 0,0210 0,0069 0 0 0 0 0
9 0,77 0,25 2,51 0,0093 0,0054 0,0240 0,0022 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
10 0,23 0,15 2,83 0,0115 0,002 0,0340 0,0026 0 0 0 0 0
11 0,34 0,32 1,42 0,0138 0,0056 0,0340 0,0023 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
12 0,36 0,36 2,37 0,0107 0,0022 0,0460 0,0034 0 0 0 0 0
13 0,26 0,40 1,99 0,0174 0,0054 0,0310 0,0027 0,10 0 0 0 0
14 0,27 0,33 2,96 0,0144 0,002 0,0270 0,0066 0 0 0 0 0,0020
15 0,26 0,08 2,01 0,015 0,0056 0,0520 0,0028 0 0,040 0,020 0 0,0015
16 0,23 0,32 1,53 0,0176 0,0054 0,0280 0,0057 0 0 0 0 0
17 0,23 0,32 2,07 0,0048 0,0057 0,0480 0,0063 0 0 0 0 0
18 0,39 0,12 2,32 0,0158 0,0055 0,0520 0,005 0 0 0 0 0
19 0,33 0,40 2,20 0,0123 0,0046 0,0520 0,0047 0 0 0 0 0
20 0,37 0,44 2,49 0,0148 0,0053 0,0380 0,0051 0 0 0 0 0
21 0,30 0,45 1,70 0,0072 0,0051 0,0290 0,0046 0 0 0 0 0
22 0,58 0,18 2,32 0,0109 0,0059 0,0420 0,0042 0 0,020 0,020 0 0,0020
23 0,56 0,2 2,80 0,0154 0,0038 0,0440 0,0048 0 0 0 0 0
24 0,53 0,11 1,96 0,0103 0,005 0,0230 0,0015 0 0 0 0 0
25 0,38 0,27 1,98 0,0045 0,0042 0,0500 0,0031 0 0 0 0 0
26 0,34 0,34 2,62 0,0098 0,0035 0,0340 0,003 0 0 0 0 0
27 0,35 0,34 1,76 0,0069 0,0056 0,0240 0,006 0 0,050 0,030 0 0,0015
28 0,34 0,14 2,34 0,008 0,0011 0,0350 0,0035 0 0 0 0 0
29 0,63 0,22 2,45 0,0135 0,0058 0,0240 0,006 0 0 0 0 0
30 0,66 0,11 2,93 0,0151 0,004 0,0240 0,0065 0 0 0 0 0

[0121]

Таблица В–1–2

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для средней по толщине части, мас.% Примечания
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
31 0,37 0,37 2,12 0,0165 0,0031 0,0590 0,0036 0 0 0 0 0
32 0,33 0,13 1,99 0,0071 0,0028 0,0560 0,0025 0 0 0 0 0
33 0,31 0,22 2,23 0,093 0,006 2,4180 0,0069 0 0 0 0 0
34 0,28 0,3 2,83 0,084 0,004 0,0540 0,0024 2,40 0 0 0 0
35 0,25 0,43 2,45 0,099 0,003 0,0540 0,0041 0,06 0 0 0 0
36 0,34 0,39 1,73 0,071 0,002 0,0410 0,0049 0 0,120 0 0 0
37 0,4 0,42 1,87 0,127 0,002 0,0640 0,0045 0 0 0,150 0 0
38 0,28 0,21 2,19 0,076 0,003 0,0490 0,0022 0 0 0 0,500 0
39 0,36 0,37 2,74 0,068 0,005 0,0630 0,0048 0 0 0 0,200 0
40 0,38 0,48 2,45 0,082 0,006 0,0550 0,0071 0 0 0 0 0,0080
41 0,31 0,20 2,00 0,107 0,002 0,0420 0,0066 0 0 0 0 0
42 0,36 0,33 2,16 0,057 0,004 0,0350 0,0032 0 0 0 0 0
43 0,32 0,30 2,52 0,119 0,005 0,0590 0,004 0 0 0 0 0
44 0,31 0,28 2,76 0,076 0,004 0,0520 0,0022 0 0 0 0 0
45 0,27 0,19 2,18 0,107 0,004 0,0470 0,0026 0 0 0 0 0
46 0,37 0,48 2,88 0,082 0,006 0,0520 0,0029 0 0 0 0 0
47 0,25 0,25 2,7 0,087 0,003 0,0580 0,0066 0 0 0 0 0
48 0,34 0,18 2,31 0,097 0,004 0,0340 0,0065 0 0 0 0 0
49 0,36 0,11 2,27 0,0096 0,0037 0,0550 0,005 0 0 0 0 0
50 0,36 0,11 2,27 0,0096 0,0037 0,0550 0,005 0 0 0 0 0
51 0,36 0,11 2,27 0,0096 0,0037 0,0550 0,005 0 0 0 0 0
52 0,36 0,11 2,27 0,0096 0,0037 0,0550 0,005 0 0 0 0 0

[0122]

Таблица В–1–3

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для поверхностного слоя, мас.% Толщина стального листа для поверхностного слоя, мм Примечания
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
1 0,072 0,193 1,940 0,062 0,0040 0,0200 0,0049 0 0 0 0 0 96
2 0,202 0,052 1,710 0,12 0,0005 0,030 0,0057 0 0 0 0 0 91
3 0,108 0,189 1,060 0,2 0,0005 0,0390 0,0022 0 0 0 0 0 95
4 0,247 0,032 1,750 0,145 0,0040 0,0330 0,0024 0 0 0 0 0 96
5 0,084 0,208 1,850 0,043 0,0026 0,0210 0,0049 0 0 0 0 0 78 Сравн. сталь
6 0,114 0,11 1,820 0,112 0,0030 0,0350 0,0051 0 0 0 0 0 82
7 0,132 0,069 1,870 0,052 0,0022 0,0340 0,0026 0 0 0 0 0 84
8 0,112 0,11 1,650 0,096 0,0017 0,0360 0,006 0 0 0 0 0 106
9 0,364 0,105 2,360 0,110 0,0037 0,0430 0,0036 0 0 0 0 0 85 Сравн. сталь
10 0,101 0,084 1,370 0,119 0,0008 0,0360 0,0063 0 0 0 0 0 85
11 0,202 0,157 1,290 0,065 0,0026 0,0300 0,0024 0 0 0 0 0 103 Сравн. сталь
12 0,18 0,169 2,170 0,162 0,0025 0,0490 0,0055 0 0 0 0 0 75
13 0,127 0,192 2,060 0,177 0,0013 0,0430 0,0058 0,02 0 0 0 0 94
14 0,115 0,152 1,030 0,176 0,0006 0,0310 0,0034 0 0 0 0 0,0017 89
15 0,112 0,071 2,450 0,054 0,0005 0,0460 0,0037 0 0 0 0 0 83
16 0,102 0,291 1,970 0,081 0,0034 0,0260 0,0061 0 0 0 0 0 87
17 0,135 0,141 1,810 0,174 0,0009 0,0460 0,0065 0 0 0 0 0 86
18 0,343 0,056 1,530 0,163 0,0006 0,0240 0,0026 0 0 0 0 0 90
19 0,286 0,22 1,760 0,089 0,0030 0,0320 0,0034 0 0 0 0 0 102
20 0,322 0,383 2,300 0,166 0,0034 0,0480 0,0023 0 0 0 0 0 101
21 0,225 0,194 1,370 0,119 0,0008 0,0430 0,0026 0 0 0 0 0 105
22 0,468 0,092 1,290 0,178 0,0009 0,0200 0,0042 0 0 0 0 0 84
23 0,228 0,178 1,500 0,122 0,0028 0,0260 0,0039 0 0 0 0 0 102
24 0,233 0,045 2,170 0,152 0,0018 0,0390 0,0055 0 0 0 0 0 88
25 0,163 0,135 2,370 0,142 0,0035 0,0200 0,0052 0 0 0 0 0 85

[0123]

Таблица В–1–4

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для поверхностного слоя, мас.% Толщина стального листа для поверхностного слоя, мм Примечания
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
26 0,161 0,187 2,200 0,073 0,0040 0,038 0,0064 0 0 0 0 0 89
27 0,147 0,201 1,680 0,124 0,0029 0,041 0,0050 0 0 0 0 0 91
28 0,178 0,081 2,430 0,131 0,0022 0,037 0,0032 0 0 0 0 0 101
29 0,362 0,128 1,350 0,153 0,0030 0,022 0,0039 0 0 0 0 0 86
30 0,323 0,052 2,090 0,097 0,0029 0,033 0,0061 0 0 0 0 0 81
31 0,165 0,196 1,800 0,094 0,0014 0,042 0,0022 0 0 0 0 0 84
32 0,184 0,061 1,850 0,103 0,0027 0,030 0,0048 0 0 0 0 0 162
33 0,146 0,101 1,127 0,006 0,004 0,040 0,0045 0 0 0 0 0 103
34 0,118 0,162 1,120 0,007 0,005 0,039 0,0088 0 0 0 0 0 88
35 0,13 0,254 1,128 0,010 0,003 0,033 0,0077 0 0 0 0 0 107
36 0,136 0,234 0,893 0,012 0,002 0,021 0,0073 0 0 0 0 0 81
37 0,2 0,189 0,680 0,012 0,006 0,043 0,0051 0 0 0 0 0 102
38 0,12 0,126 0,966 0,012 0,005 0,023 0,0056 0 0 0 0 0 96
39 0,18 0,148 1,680 0,007 0,002 0,050 0,0099 0 0 0 0 0 100
40 0,163 0,264 1,250 0,007 0,003 0,036 0,0053 0 0 0 0 0 92
41 0,177 0,118 0,800 0,009 0,003 0,047 0,0097 2,10 0 0 0 0 91
42 0,209 0,182 1,081 0,009 0,006 0,042 0,0041 0,04 0 0 0 0 86
43 0,157 0,177 1,368 0,011 0,004 0,023 0,0067 0 0,150 0 0 0 103
44 0,183 0,112 1,566 0,012 0,004 0,046 0,0064 0 0 0,140 0 0 89
45 0,13 0,103 1,260 0,010 0,002 0,048 0,0065 0 0 0 0,700 0 92
46 0,215 0,25 1,120 0,013 0,005 0,045 0,0052 0 0 0 0,150 0 109
47 0,13 0,11 1,653 0,009 0,005 0,036 0,0059 0 0 0 0 0,0090 82
48 0,16 0,085 1,276 0,007 0,005 0,028 0,0049 0 0 0 0 0,0015 88
49 0,202 0,052 1,710 0,120 0,0005 0,030 0,0057 0 0 0 0 0 91
50 0,202 0,052 1,710 0,120 0,0005 0,030 0,0057 0 0 0 0 0 91
51 0,202 0,052 1,710 0,120 0,0005 0,030 0,0057 0 0 0 0 0 91
52 0,202 0,052 1,710 0,120 0,0005 0,030 0,0057 0 0 0 0 0 91

[0124]

Таблица В–2–1

Режим изготовления № Термообработка перед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон, °С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или менее) Температура отпуска, °С
1 1189 100 1161 34 3 912 726 75 38 847 63 58 Нет
2 1301 64 1152 32 3 904 732 70 34 848 104 94 Нет
3 1327 103 1133 29 3 874 589 59 49 882 76 67 Нет
4 1109 99 1107 37 3 915 524 61 52 916 96 89 Нет
5 1219 105 1145 30 3 948 690 50 56 849 99 89 Нет
6 1209 105 1154 35 3 865 645 62 76 891 72 63 Нет
7 1348 74 1202 39 3 851 571 69 65 822 88 82 Нет
8 1164 117 1129 41 3 862 746 70 51 838 79 70 Нет
9 1251 108 1166 27 3 879 551 47 29 872 68 63 Нет
10 1184 94 1142 36 3 877 563 78 43 836 72 62 Нет
11 1260 114 1126 30 3 941 546 72 60 903 105 97 Нет
12 1101 65 1100 35 3 948 684 41 61 873 78 73 Нет
13 1322 104 1183 29 3 865 550 54 23 898 96 86 Нет
14 1318 100 1134 43 3 912 517 44 43 869 68 59 Нет
15 1332 84 1167 36 3 876 680 50 31 925 87 81 Нет
16 1306 72 1150 36 3 877 629 49 29 904 98 91 Нет
17 1175 67 1144 40 3 869 567 60 72 850 120 113 Нет
18 1154 71 1145 38 3 944 511 40 48 826 96 89 Нет
19 1178 113 1168 46 3 852 605 51 25 900 72 63 Нет
20 1288 98 1139 47 3 854 624 50 18 917 98 90 Нет
21 1324 68 1151 44 3 936 502 40 23 889 98 88 Нет
22 1170 76 1160 31 3 937 506 65 22 886 95 89 Нет
23 1155 65 1138 38 3 890 572 77 70 896 92 85 Нет
24 1326 104 1162 36 3 901 611 58 69 855 72 67 Нет
25 1081 104 1051 43 3 922 547 67 63 892 100 90 Нет

[0125]

Таблица В–2–2

Режим изготовления № Термообработка перед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон ,°С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или менее) Температура отпуска, °С
26 1366 117 1140 25 3 890 572 68 17 907 86 78 Нет
27 1132 15 1122 25 3 949 681 68 63 903 88 83 Нет
28 1114 80 1107 19 3 913 738 65 24 914 107 97 Нет
29 1239 92 1134 40 3 909 592 41 44 919 82 75 290 Нет
30 1341 72 1142 36 3 897 649 80 45 926 83 73 244 Да
31 1292 63 1143 45 3 894 682 74 65 847 62 55 Да
32 1244 76 1153 29 3 863 652 78 66 852 80 75 Нет
33 1186 87 1136 27 3 889 619 48 68 854 76 66 Нет
34 1177 110 1133 22 3 858 593 44 44 935 76 66 Нет
35 1222 70 1135 47 3 895 645 40 48 886 97 89 Нет
36 1158 104 1145 32 3 904 580 57 48 897 99 89 Нет
37 1192 111 1135 44 3 850 610 55 23 858 79 72 Нет
38 1230 72 1116 39 3 912 600 50 33 872 106 98 Нет
39 1153 85 1143 40 3 907 550 45 63 859 83 76 Нет
40 1152 109 1122 19 3 897 618 57 26 899 118 110 Нет
41 1217 89 1159 33 3 910 637 54 57 877 110 100 Нет
42 1194 108 1135 35 3 850 571 52 31 883 99 94 Нет
43 1233 76 1138 35 3 950 638 55 46 949 90 82 Нет
44 1193 99 1138 39 3 950 553 46 56 923 91 83 Нет
45 1174 119 1169 32 3 940 639 44 31 874 88 78 Нет
46 1218 102 1138 35 3 947 605 53 34 936 63 55 Нет
47 1245 101 1136 33 3 940 648 40 21 893 92 86 Нет
48 1217 106 1124 36 3 907 590 49 21 895 108 100 Нет
49 1337 99 1005 41 3 840 557 58 68 917 113 108 Нет
50 1336 78 1158 4 2 843 594 52 26 934 80 74 Нет
51 1275 88 1147 39 1 896 696 51 73 903 86 78 Нет
52 1308 63 1126 42 3 843 702 49 65 892 97 87 Нет

[0126]

Таблица В–3–1

Штампованная деталь № Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Структура металла Механические свойства Примечания
Твердость в средней по толщине части, HV Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8°–15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом),
%
Прочность на растяжение, МПа Максимальный угол изгиба, ° Стойкость к водородному охрупчиванию Средняя твердость в поперечном сечении, HV Минимальная твердость, HV Средняя твердость в поперечном сечении – минимальная твердость, HV
1B 1 1 534 46 1564 105,4 Хорошая 496 460 36 Пр. изобр.
2B 2 2 684 33 2004 112,3 Хорошая 663 657 6 Пр. изобр.
3B 3 3 703 25 2245 111,2 Хорошая 668 666 2 Пр. изобр.
4B 4 4 755 28 2260 94,9 Хорошая 702 678 24 Пр. изобр.
5B 5 5 414 31 1175 106,6 Хорошая 385 339 46 Сравн. пр.
6B 6 6 589 43 1718 103,3 Хорошая 565 520 45 Пр. изобр.
7B 7 7 579 43 1747 104,5 Хорошая 562 493 69 Пр. изобр.
8B 8 8 643 32 1985 103,2 Хорошая 611 602 9 Пр. изобр.
9B 9 9 839 21 2596 56,6 Хорошая 772 757 15 Сравн. пр.
10B 10 10 642 36 1860 97,4 Хорошая 617 600 17 Пр. изобр.
11B 11 11 604 36 2022 113,2 Хорошая 602 489 113 Сравн. пр.
12B 12 12 699 30 1983 105,1 Хорошая 671 653 18 Пр. изобр.
13B 13 13 610 33 1962 105,6 Хорошая 567 553 14 Пр. изобр.
14B 14 14 680 31 2012 100,7 Хорошая 619 617 2 Пр. изобр.
15B 15 15 502 45 1460 103,1 Хорошая 457 429 28 Пр. изобр.
16B 16 16 546 49 1583 103,9 Хорошая 524 515 9 Пр. изобр.
17B 17 17 509 48 1535 108,5 Хорошая 468 416 52 Пр. изобр.
18B 18 18 697 33 1947 104,9 Хорошая 634 627 7 Пр. изобр.
19B 19 19 648 33 1837 103,9 Хорошая 597 534 63 Пр. изобр.
30B 30 30 621 36 1935 110,1 Хорошая 596 586 10 Пр. изобр.
21B 21 21 692 26 2163 106,5 Хорошая 637 576 61 Пр. изобр.
22B 22 22 704 30 2612 91 Хорошая 676 616 60 Пр. изобр.
23B 23 23 780 33 2477 97,1 Хорошая 710 647 63 Пр. изобр.
24B 24 24 847 27 2551 96,1 Хорошая 762 729 33 Пр. изобр.
25B 25 25 714 13 1988 65,1 Плохая 657 646 11 Сравн. пр.

[0127]

Таблица В–3–2

Штампованная деталь № Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Структура металла Механические свойства Примечания
Твердость в средней по толщине части, HV Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8°–15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом),
%
Прочность на растяжение, МПа Максимальный угол изгиба, ° Стойкость к водородному охрупчиванию Средняя твердость в поперечном сечении, HV Минимальная твердость, HV Средняя твердость в поперечном сечении – минимальная твердость, HV
26B 26 26 668 92 1909 68,1 Хорошая 628 599 29 Сравн. пр.
27B 27 27 592 12 1852 67,4 Плохая 581 511 70 Сравн. пр.
28B 28 28 645 33 1965 113,3 Хорошая 617 572 45 Пр. изобр.
29B 29 29 799 28 2189 124,9 Хорошая 780 733 47 Пр. изобр.
30B 30 30 671 26 2228 117,9 Хорошая 642 620 22 Пр. изобр.
31B 31 31 659 34 1770 148,8 Хорошая 645 642 3 Пр. изобр.
32B 32 32 668 35 2227 118,1 Хорошая 653 600 53 Пр. изобр.
33B 33 33 635 37 2109 94 Хорошая 614 606 8 Пр. изобр.
34B 34 34 700 54 2017 110 Хорошая 684 664 20 Пр. изобр.
35B 35 35 632 66 2065 93 Хорошая 626 593 33 Пр. изобр.
36B 36 36 610 49 2278 102 Хорошая 593 548 45 Пр. изобр.
37B 37 37 613 57 2105 106 Хорошая 589 563 26 Пр. изобр.
38B 38 38 653 54 2167 95 Хорошая 630 611 19 Пр. изобр.
39B 39 39 697 52 2071 107 Хорошая 668 646 22 Пр. изобр.
40B 40 40 613 29 2043 95 Хорошая 587 562 25 Пр. изобр.
41B 41 41 647 44 2189 103 Хорошая 633 631 2 Пр. изобр.
42B 42 42 615 60 2020 110 Хорошая 609 588 21 Пр. изобр.
43B 43 43 605 62 2287 103 Хорошая 585 562 23 Пр. изобр.
44B 44 44 611 44 2165 95 Хорошая 604 549 55 Пр. изобр.
45B 45 45 622 32 2141 108 Хорошая 609 579 30 Пр. изобр.
46B 46 46 604 56 2275 98 Хорошая 581 531 50 Пр. изобр.
47B 47 47 610 63 2010 110 Хорошая 582 557 25 Пр. изобр.
48B 48 48 631 47 2109 110 Хорошая 613 584 29 Пр. изобр.
49B 49 49 629 10 2076 59,1 Плохая 629 622 33 Сравн. пр.
50B 50 50 644 12 2125 63,2 Плохая 644 627 35 Сравн. пр.
51B 51 51 638 12 2105 60,1 Плохая 638 612 29 Compex.
52B 52 52 633 44 2089 102,1 Хорошая 633 603 30 Пр. изобр.

[0128]

Пример С изготовления

Поверхности стальных листов для средней по толщине части, имеющих химический состав, указанный в Таблице С–1–1 и Таблице С–1–2, были отшлифованы для удаления поверхностных оксидов. После этого соответствующие стальные листы для средней по толщине части были сварены при помощи дуговой сварки на одной или обеих поверхностях со стальными листами для поверхностного слоя, имеющими химический состав, указанный в Таблице С–1–3 и Таблице С–1–4, чтобы изготовить многослойные стальные листы №№ 1–59, из которых должна быть получена горячештампованная деталь. Если в тех ячейках этих таблиц, в которых указано содержание компонентов, стоит 0, это означает, что соответствующие компоненты намеренно не добавляются.

[0129]

После дуговой сварки толщина в сумме стального листа для поверхностного слоя и стального листа для средней по толщине части составляла 200–300 мм, при этом толщина стального листа для поверхностного слоя составляла 1/3 или около этого от толщины стального листа для средней по толщине части (1/4 или около этого в случае наложения с одной стороны). Многослойный стальной лист № 38 представлял собой лист, в котором стальной лист для поверхностного слоя приварен только с одной стороны. В других многослойных стальных листах, кроме № 38, стальные листы для поверхностного слоя были приварены к обеим поверхностям стальных листов для средней по толщине части. Для тех из многослойных стальных листов №№ 1–59, приведенных в Таблицах с С–1–1 по С–1–4, в которых стальной лист для средней по толщине части не удовлетворял требованиям по химическому составу для данной части горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению, в столбце "Примечание" указано "Сравнительная сталь".

[0130]

Для многослойных стальных листов №№ 1–59 была выполнена обработка в условиях, указанных в Таблице С–2–1 и Таблице С–2–2 как "Режим изготовления" под соответствующим из №№ 1–59, а именно, термообработка перед горячей прокаткой, черновая прокатка, горячая прокатка и холодная прокатка. Далее, при получении горячештампованных деталей №№ 1С – 59С ("Штампованных деталей" из Таблиц С–3–1 и С–3–2) путем горячей штамповки, эти стальные листы были подвергнуты термообработке, как указано в Таблице С–2–1 и Таблице С–2–2 (в этих таблицах – "Термообработка при горячей штамповке"). Кроме того, на поверхности стальных листов, из которых состоят горячештампованные детали №№ 36С и 37С, на линии нанесения покрытия путем погружения в расплав было нанесено покрытие из алюминия в количестве 120–160 г/м2. Помимо этого, столбцы в Таблице С–2–1 и Таблице С–2–2 соответствуют столбцам в Таблице А–2–1 и Таблице А–2–2. Кроме того, "–" в ячейках таблиц указывает, что соответствующая обработка не выполнялась.

[0131]

В Таблице С–3–1 и Таблице С–3–2 приведены структура металла и свойства горячештампованных деталей №№ 1С – 59С. Компоненты, определенные в результате анализа в положениях на глубине, равной 1/2 толщины образцов (средние по толщине части), и положениях на глубине 20 мкм от поверхностей слоев с пониженной твердостью, для образцов, взятых из горячештампованных деталей, были идентичны компонентам стальных листов для средней по толщине части и стальных листов для поверхностного слоя, входящих в состав многослойных стальных листов №№ 1–59, которые приведены в Таблицах с С–1–1 по С–1–4.

[0132]

Структура металла горячештампованных деталей была определена при помощи указанного выше способа. В стальном листе для средней по толщине части, образующем эту часть детали, была вычислена твердость, и в стальном листе для поверхностного слоя, образующем слой с пониженной твердостью, в области от его поверхности до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, была вычислена относительная площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составила 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составила 8° – 15°. Вычисленные значения относительной площади указаны в Таблице С–3–1 и Таблице С–3–2 в столбце "Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8° – 15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом), %".

[0133]

Для горячештампованных деталей были выполнены испытания на растяжение. Результаты приведены в Таблице С–3. Испытания на растяжение выполнялись для изготовленного испытательного образца №5, указанного в стандарте JIS Z 2201, с использованием способа, указанного в стандарте JIS Z 2241.

[0134]

Стойкость горячештампованной детали к водородному охрупчиванию, как и в Примере А изготовления, была оценена с использованием испытательного образца, вырезанного из этой детали. А именно, из горячештампованной детали был вырезан испытательный образец с толщиной 1,2 мм, шириной 6 мм и длиной 68 мм, в котором при выполнении испытания на четырехточечный изгиб была создана деформация, соответствующая механическому напряжению, возникающему при достижении предела текучести, после этого образец был погружен в соляную кислоту c pH3 на 100 часов, и стойкость к водородному охрупчиванию была оценена по наличию трещин. Варианты, в которых отсутствовали трещины, считались удовлетворительными ("Хорошая"), и варианты, в которых имелись трещины, считались неудовлетворительными ("Плохая").

[0135]

Для оценки стойкости горячештампованной детали к удару использовался стандарт VDA (VDA238–100), рекомендованный Ассоциацией автомобильной промышленности Германии, при соблюдении тех же условий измерения, что и в Примере А изготовления. В настоящем изобретении на основе смещения под действием максимальной нагрузки, полученной в ходе испытания на изгиб, в соответствии со стандартом VDA был получен максимальный угол изгиба, что позволило оценить стойкость горячештампованной детали к удару.

[0136]

Если прочность на растяжение составляла 1500 МПа или более, максимальный угол изгиба составлял 90° или более, и стойкость к водородному охрупчиванию была удовлетворительной, считалось, что стойкость к удару и стойкость к водородному охрупчиванию были превосходными, и данный вариант считался примером изобретения (указан как "Пр. изобр."). Если хотя бы одно из этих трех условий не соблюдалось, данный вариант считался сравнительным примером (указан как "Сравн. пр.").

[0137]

В каждой горячештампованной детали, являющейся примером изобретения, в области от поверхности стального листа для поверхностного слоя до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, относительная площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 8° – 15°, находилась в диапазоне от 20% до менее 50%. Кроме того, каждая горячештампованная деталь, являющаяся примером изобретения, имела превосходные прочность на растяжение, способность к изгибу и стойкость к водородному охрупчиванию.

[0138]

В то же время, горячештампованная деталь № 5С имела низкое содержание углерода в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части оказалась недостаточной, и недостаточной оказалась прочность на растяжение. Горячештампованная деталь № 9С имела чрезмерно высокое содержание углерода в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части также оказалась чрезмерной, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу. Кроме того, горячештампованная деталь № 11С имела очень низкое содержание Si в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому относительная площадь остаточного аустенита оказалась менее 1%, и относительное равномерное удлинение оказалось недостаточным.

[0139]

В Таблице С–1–3 и Таблице С–1–4 в столбце "Соотношение компонентов в стальном листе для поверхностного слоя и стальном листе для средней по толщине части " указано содержание С, Si и Mn в стальном листе для поверхностного слоя относительно их содержания в стальном листе для средней по толщине части. В горячештампованных деталях №№ 30С и 37С содержание С, Si и Mn в стальном листе для поверхностного слоя относительно их содержания в стальном листе для средней по толщине части превысило значение 0,6.

[0140]

Горячештампованные детали №№ 30C – 32C представляют собой сравнительные примеры, изготовленные с использованием многослойных стальных листов, предназначенных для получения горячештампованной детали, для которых перед горячей штамповкой термообработка не была выполнена предпочтительным образом. Горячештампованная деталь № 30C имела слишком низкую температуру во время термообработки перед горячей штамповкой, поэтому в области от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу. Кроме того, горячештампованная деталь № 31C имела чрезмерно высокую температуру во время термообработки перед горячей штамповкой, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в чрезмерной степени, разница в твердости слоя с пониженной твердостью и средней по толщине части оказалась слишком большой, и невозможно было обеспечить эффект от уменьшения большого градиента твердости в направлении по толщине, возникающий во время деформации при изгибе. По этой причине у горячештампованной детали № 31C невозможно было обеспечить превосходную способность к изгибу. Время термообработки горячештампованной детали № 32C перед горячей штамповкой было слишком маленьким, поэтому в области от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу.

[0141]

Во время черновой прокатки горячештампованной детали № 56C температура была низкой. Кроме того, во время черновой прокатки горячештампованной детали № 57C была низкой степень уменьшения толщины листа. Помимо этого, во время прокатки горячештампованной детали № 58C число операций прокатки было меньше требуемого при соблюдении условия, что промежуток времени между проходами должен составлять 3 секунды или более. Эти горячештампованные детали были изготовлены без соблюдения подходящих условий черновой прокатки, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, невозможно было облегчить деформацию, возникающую из–за изгиба, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу.

[0142]

При получении путем непрерывного литья стального листа, который должен быть использован в качестве поверхностного слоя горячештампованной детали № 59C, скорость литья поддерживалась на уровне 6 т/мин или более. Это позволило обеспечить в области от поверхности этого стального листа до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, большую относительную площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 8° – 15°, и эта горячештампованная деталь имеет превосходную способность к изгибу.

[0143]

Таблица С–1–1

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для средней по толщине части, мас.%
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B Примечания
1 0,24 2,94 0,89 0,0130 0,0049 0,056 0,0059 0 0 0 0 0
2 0,34 2,56 0,89 0,0120 0,0080 0,053 0,0064 0 0 0 0 0
3 0,29 2,06 1,49 0,0120 0,0019 0,034 0,0061 0 0 0 0 0
4 0,48 2,18 0,97 0,0090 0,0037 0,023 0,005 0 0 0 0 0
5 0,18 2,99 0,55 0,0080 0,0013 0,055 0,0069 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
6 0,22 2,84 1,28 0,0110 0,0068 0,025 0,0038 0 0 0 0 0
7 0,21 1,69 1,10 0,0130 0,0007 0,036 0,0033 0 0 0 0 0
8 0,25 1,18 1,43 0,0060 0,0041 0,048 0,0052 0 0 0 0 0
9 0,75 2,52 1,27 0,0080 0,0014 0,042 0,0038 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
10 0,22 1,71 1,36 0,0100 0,0045 0,027 0,0032 0 0 0 0 0
11 0,35 0,45 0,76 0,0100 0,008 0,026 0,0052 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
12 0,33 1,18 0,56 0,0090 0,0035 0,031 0,0038 0 0 0 0 0
13 0,23 2,71 1,19 0,0140 0,0026 0,041 0,0068 0,10 0 0 0 0
17 0,29 1,57 1,42 0,0070 0,0045 0,044 0,0061 0 0 0 0 0,0015
18 0,25 1,82 0,98 0,0120 0,0057 0,060 0,0035 0 0,045 0,025 0 0,0020
19 0,21 2,77 1,26 0,0050 0,0014 0,045 0,0064 0 0 0 0 0
20 0,22 1,51 1,37 0,0070 0,0075 0,034 0,0034 0 0 0 0 0
21 0,35 1,97 0,94 0,0120 0,0043 0,030 0,0062 0 0 0 0 0
22 0,33 1,81 0,90 0,0040 0,0063 0,051 0,0043 0 0 0 0 0
23 0,39 1,22 1,01 0,0050 0,0064 0,053 0,0036 0 0 0 0 0
24 0,28 2,32 0,74 0,0060 0,0079 0,048 0,006 0 0 0 0 0
27 0,56 2,30 0,82 0,0050 0,0035 0,058 0,0062 0 0,020 0,025 0 0,0015
28 0,55 1,19 0,85 0,0110 0,0011 0,026 0,0035 0 0 0 0 0
29 0,49 1,59 0,79 0,0120 0,0058 0,051 0,0076 0 0 0 0 0
30 0,38 2,47 0,58 0,0110 0,0064 0,042 0,0038 0 0 0 0 0

[0144]

Таблица С–1–2

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для средней по толщине части, мас.%
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B Примечания
31 0,32 1,86 0,87 0,005 0,0058 0,034 0,0057 0 0 0 0 0
32 0,36 2,24 0,69 0,010 0,0005 0,048 0,0039 0 0,06 0,032 0 0,0022
34 0,30 2,35 0,64 0,014 0,0061 0,046 0,0034 0 0 0 0 0
35 0,65 1,88 0,58 0,010 0,0021 0,019 0,0044 0 0 0 0 0
36 0,6 1,02 0,94 0,008 0,0073 0,037 0,0037 0 0 0 0 0
37 0,33 1,74 0,98 0,005 0,0015 0,031 0,0045 0 0 0 0 0
38 0,36 2,27 1,19 0,011 0,0058 0,051 0,0066 0 0 0 0 0
39 0,33 2,89 0,15 0,006 0,003 0,051 0,0039 0 0 0 0 0
40 0,33 2,72 0,65 0,100 0,005 2,660 0,0066 0 0 0 0 0
41 0,27 1,74 0,93 0,091 0,005 0,051 0,0025 2,592 0 0 0 0
42 0,24 2,95 0,77 0,092 0,003 0,056 0,0037 0,0612 0 0 0 0
43 0,36 2,05 0,68 0,070 0,002 0,044 0,0051 0 0,1164 0 0 0
44 0,43 2,68 0,91 0,119 0,002 0,068 0,005 0 0 0,150 0 0
45 0,29 2,64 0,65 0,074 0,003 0,046 0,0022 0 0 0 0,520 0
46 0,35 1,69 0,90 0,072 0,005 0,069 0,0044 0 0 0 0,214 0
47 0,34 1,98 0,76 0,088 0,006 0,055 0,0072 0 0 0 0 0,0076
48 0,32 1,90 0,73 0,108 0,002 0,045 0,0069 0 0 0 0 0
49 0,36 2,50 1,00 0,063 0,004 0,035 0,0034 0 0 0 0 0
50 0,29 1,99 0,98 0,107 0,005 0,061 0,0042 0 0 0 0 0
51 0,33 2,07 0,85 0,073 0,005 0,050 0,0022 0 0 0 0 0
52 0,26 1,88 0,79 0,107 0,004 0,047 0,0028 0 0 0 0 0
53 0,34 1,51 0,8 0,079 0,005 0,052 0,0028 0 0 0 0 0
54 0,24 2,85 0,7 0,091 0,003 0,053 0,006 0 0 0 0 0
55 0,34 2,42 0,84 0,103 0,003 0,033 0,006 0 0 0 0 0
56 0,34 2,56 0,89 0,012 0,008 0,053 0,0064 0 0 0 0 0
57 0,34 2,56 0,89 0,012 0,008 0,053 0,0064 0 0 0 0 0
58 0,34 2,56 0,89 0,012 0,008 0,053 0,0064 0 0 0 0 0
59 0,34 2,56 0,89 0,012 0,008 0,053 0,0064 0 0 0 0 0

[0145]

Таблица С–1–3

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для поверхностного слоя, мас.% Толщина стального листа для поверхностного слоя, мм Примечания
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
1 0,09 1,76 0,5 0,011 0,0048 0,043 0,0053 0 0 0 0 0 82
2 0,16 0,90 0,34 0,007 0,0068 0,038 0,0056 0 0 0 0 0 78
3 0,10 1,01 0,86 0,009 0,0068 0,035 0,0056 0 0 0 0 0 120
4 0,23 0,65 0,3 0,013 0,0053 0,036 0,0076 0 0 0 0 0 72
5 0,06 1,41 0,25 0,011 0,0046 0,034 0,0063 0 0 0 0 0 88 Сравн. сталь
6 0,10 0,97 0,47 0,008 0,0049 0,043 0,0041 0 0 0 0 0 70
7 0,10 0,81 0,61 0,012 0,0079 0,043 0,007 0 0 0 0 0 106
8 0,08 0,57 0,76 0,014 0,0076 0,029 0,008 0 0 0 0 0 110
9 0,23 1,49 0,75 0,014 0,008 0,046 0,0056 0 0 0 0 0 89 Сравн. сталь
10 0,11 0,74 0,76 0,01 0,0076 0,03 0,0067 0 0 0 0 0 92
11 0,11 0,17 0,33 0,01 0,0056 0,036 0,0075 0 0 0 0 0 101 Сравн. сталь
12 0,15 0,60 0,32 0,01 0,0064 0,039 0,0057 0 0 0 0 0 120
13 0,12 1,36 0,56 0,008 0,007 0,049 0,0062 0 0 0 0 0 88
17 0,10 0,58 0,51 0,006 0,0047 0,042 0,0041 0 0 0 0 0,0190 109
18 0,12 1,62 0,60 0,014 0,0046 0,026 0,0055 0 0,050 0,024 0 0,0160 93
19 0,07 2,60 0,38 0,010 0,006 0,049 0,0072 0 0 0 0 0 104
20 0,07 0,82 0,90 0,014 0,0068 0,048 0,0074 0 0 0 0 0 93
21 0,31 0,71 0,39 0,011 0,0049 0,038 0,0058 0 0 0 0 0 112
22 0,27 1,03 0,83 0,009 0,0065 0,047 0,0056 0 0 0 0 0 114
23 0,36 1,02 0,51 0,013 0,0073 0,046 0,0049 0 0 0 0 0 78
24 0,26 1,16 0,35 0,008 0,0042 0,036 0,0044 0 0 0 0 0 106
27 0,34 0,78 0,37 0,012 0,0053 0,036 0,0043 0 0 0 0 0 102
28 0,21 0,73 0,45 0,012 0,0053 0,045 0,0066 0 0 0 0 0 118
29 0,17 0,70 0,64 0,012 0,0046 0,034 0,0079 0,15 0 0 0 0 89
30 0,26 1,65 0,57 0,014 0,0067 0,042 0,004 0 0 0 0 0 70

[0146]

Таблица С–1–4

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для поверхностного слоя, мас.% Толщина стального листа для поверхностного слоя, мм Примечания
C Si Mn P S sol.Al N Ni Nb Ti Mo B
31 0,16 0,71 0,27 0,009 0,0048 0,031 0,0047 0 0 0 0 0 117
32 0,11 0,9 0,25 0,012 0,0069 0,043 0,0057 0 0 0 0 0 99
34 0,16 0,87 0,31 0,010 0,0045 0,045 0,0067 0 0 0 0 0 73
35 0,32 0,83 0,21 0,008 0,0056 0,032 0,0077 0 0 0 0 0 73
36 0,30 0,42 0,36 0,007 0,0066 0,044 0,0063 0 0 0 0 0 115
37 0,24 1,17 0,65 0,013 0,0068 0,043 0,0057 0 0 0 0 0 79
38 0,12 0,91 0,51 0,011 0,0061 0,033 0,0063 0 0 0 0 0 88
39 0,165 1,0982 0,048 0,008 0,0048 0,047 0,0056 0 0 0 0 0 70
40 0,138 0,107 1,059 0,006 0,004 0,038 0,0045 0 0 0 0 0 103
41 0,108 0,159 1,198 0,008 0,005 0,037 0,0094 0 0 0 0 0 88
42 0,126 0,271 1,015 0,009 0,003 0,034 0,0083 0 0 0 0 0 107
43 0,141 0,246 0,911 0,012 0,002 0,020 0,0066 0 0 0 0 0 81
44 0,214 0,206 0,673 0,012 0,006 0,047 0,0056 0 0 0 0 0 102
45 0,11 0,135 0,927 0,012 0,004 0,022 0,0055 0 0 0 0 0 96
46 0,169 0,158 1,697 0,007 0,002 0,047 0,0101 0 0 0 0 0 100
47 0,178 0,288 1,200 0,007 0,002 0,038 0,0056 0 0 0 0 0 92
48 0,182 0,12 0,816 0,009 0,003 0,048 0,0097 2,30 0 0 0 0 91
49 0,228 0,182 1,092 0,009 0,006 0,045 0,004 0 0 0 0 0 86
50 0,141 0,188 1,505 0,010 0,005 0,024 0,007 0 0,150 0 0 0 103
51 0,188 0,102 1,644 0,013 0,004 0,049 0,007 0 0 0,150 0 0 89
52 0,131 0,111 1,147 0,010 0,002 0,044 0,0066 0 0 0 0,700 0 92
53 0,225 0,252 1,086 0,013 0,005 0,049 0,0047 0 0 0 0,160 0 109
54 0,127 0,101 1,587 0,010 0,005 0,037 0,0055 0 0 0 0 0,0081 82
55 0,149 0,092 1,161 0,007 0,005 0,031 0,005 0 0 0 0 0,0015 88
56 0,16 0,9 0,34 0,007 0,0068 0,038 0,0056 0 0 0 0 0 78
57 0,16 0,9 0,34 0,007 0,0068 0,038 0,0056 0 0 0 0 0 78
58 0,16 0,9 0,34 0,007 0,0068 0,038 0,0056 0 0 0 0 0 78
59 0,16 0,9 0,34 0,007 0,0068 0,038 0,0056 0 0 0 0 0 78

[0147]

Таблица С–2–1

Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Термообработка перед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование Толщина листа, мм
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон, °С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или менее) Температура отпуска, °С
1 1 1250 62 1161 38 3 856 704 52 40 976 85 34 Нет 1,6
2 2 1174 87 1158 32 3 920 716 46 31 945 111 12 Нет 1,4
3 3 1125 89 1110 28 3 856 523 62 43 845 83 21 Нет 1,4
4 4 1160 62 1148 37 3 945 619 62 64 923 108 33 Нет 1,2
5 5 1149 114 1142 29 3 872 577 59 44 965 75 19 Нет 1,6
6 6 1131 127 1121 34 3 888 563 61 60 971 63 32 Нет 1,6
7 7 1316 127 1191 36 3 881 606 60 65 845 74 32 Нет 1,6
8 8 1294 125 1131 46 3 941 548 57 53 910 75 16 Нет 1,4
9 9 1317 62 1150 24 3 867 702 60 30 890 86 13 Нет 1,0
10 10 1123 71 1117 31 3 872 587 45 42 983 65 13 Нет 1,4
11 11 1105 147 1101 31 3 908 615 63 56 851 83 13 Нет 1,2
12 12 1239 120 1187 41 3 912 657 49 61 904 77 13 Нет 1,2
13 13 1254 142 1176 26 3 889 627 51 24 918 70 13 Нет 1,2
17 17 1350 121 1154 44 3 859 638 46 44 894 89 13 Нет 1,4
18 18 1179 66 1174 34 3 894 626 59 28 899 78 13 Нет 1,6
19 19 1115 117 1105 34 3 925 650 60 36 884 85 13 Нет 1,6
20 20 1294 119 1127 46 3 853 580 48 71 866 100 13 Нет 1,6
21 21 1301 146 1140 43 3 865 518 62 47 940 83 13 Нет 1,2
22 22 1330 137 1153 35 3 932 706 55 22 971 85 13 Нет 1,4
23 23 1184 70 1127 45 3 913 699 46 22 986 93 13 Нет 1,4
24 24 1260 94 1164 47 3 912 637 45 17 847 98 13 Нет 1,2
27 27 1105 109 1101 38 3 899 589 61 15 960 92 13 Нет 1,0
28 28 1251 70 1135 36 3 895 719 50 64 927 118 13 Нет 1,2
29 29 1331 129 1163 35 3 933 739 46 66 908 92 13 Нет 1,0
30 30 1085 81 1075 40 3 939 562 63 55 957 108 13 Нет 1,4

[0148]

Таблица С–2–2

Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Термообработка перед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование Толщина листа, мм
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон, °С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или менее) Температура отпуска, °С
31 31 1380 112 1132 25 3 879 738 62 33 909 88 13 Нет 1,4
32 32 1231 10 1192 36 3 928 652 59 76 963 79 13 Нет 1,2
34 34 1341 100 1165 25 3 906 641 60 28 858 116 13 Нет 1,4
35 35 1166 131 1133 38 3 853 660 60 40 902 75 13 310 Нет 1,0
36 36 1191 130 1140 40 3 876 636 45 47 900 95 13 420 Да 1,2
37 37 1276 139 1142 46 3 901 560 60 69 990 79 13 Да 1,4
38 38 1281 141 1139 36 3 902 549 60 61 922 66 13 Нет 1,2
39 39 1237 71 1121 27 3 915 633 52 62 852 62 13 Нет 1,7
40 40 1216 82 1125 33 3 863 577 60 54 886 70 13 Нет 1,7
41 41 1236 82 1145 43 3 894 608 64 60 855 75 13 Нет 1,2
42 42 1163 85 1151 31 3 862 561 46 54 930 87 13 Нет 1,4
43 43 1240 61 1121 42 3 862 625 54 26 880 93 13 Нет 1,8
44 44 1247 113 1168 39 3 920 561 55 30 931 84 13 Нет 1,6
45 45 1175 104 1130 31 3 910 648 61 63 858 73 13 Нет 1,7
46 46 1172 113 1167 28 3 876 557 47 24 934 98 13 Нет 1,8
47 47 1228 103 1173 29 3 925 613 58 51 851 70 13 Нет 1,6
48 48 1212 65 1137 27 3 927 604 51 37 853 106 13 Нет 1,7
49 49 1214 69 1106 42 3 859 609 64 45 889 78 13 Нет 1,7
50 50 1164 77 1115 32 3 867 648 59 18 887 105 13 Нет 1,2
51 51 1152 63 1144 32 3 891 553 65 67 863 81 13 Нет 1,4
52 52 1159 83 1152 35 3 865 595 50 49 872 50 13 Нет 1,4
53 53 1201 83 1132 31 3 871 615 48 68 864 74 13 Нет 1,4
54 54 1232 65 1117 31 3 917 592 63 45 901 86 13 Нет 1,4
55 55 1248 75 1111 33 3 856 639 49 72 922 80 13 Нет 1,4
56 56 1276 86 1005 38 3 879 699 48 60 855 89 13 Нет 1,7
57 57 1236 77 1155 4 2 901 739 45 67 931 67 13 Нет 1,4
58 58 1247 91 1149 44 1 863 636 63 59 851 67 13 Нет 1,7
59 59 1228 64 1132 20 3 862 561 60 28 853 61 13 Нет 1,7

[0149]

Таблица С–3–1

Штампованная деталь № Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Структура металла Механические свойства Примечания
Твердость в средней по толщине части, HV Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8°–15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом),
%
Прочность на растяжение, МПа Относительное равномерное удлинение, % Максимальный угол изгиба, ° Стойкость к водородному охрупчиванию Относительная площадь остаточного аустенита, %
1C 1 1 576 32 1516 6 103 Хорошая 4,8 Пр. изобр.
2C 2 2 738 31 2083 7,7 107 Хорошая 2,5 Пр. изобр.
3C 3 3 639 31 2027 8,3 114 Хорошая 3,4 Пр. изобр.
4C 4 4 831 30 2256 8,2 91 Хорошая 1,4 Пр. изобр.
5C 5 5 402 25 1426 5,4 106 Хорошая 3,9 Сравн. пр.
6C 6 6 554 35 1628 6,4 105 Хорошая 1,9 Пр. изобр.
7C 7 7 567 47 1594 5,9 99 Хорошая 4,6 Пр. изобр.
8C 8 8 592 29 1845 8,5 117 Хорошая 3,1 Пр. изобр.
9C 9 9 823 40 2344 8,1 78 Хорошая 4,3 Сравн. пр.
10C 10 10 694 29 1895 5,3 97 Хорошая 3,9 Пр. изобр.
11C 11 11 664 47 1931 3,8 90 Хорошая 0,7 Сравн. пр.
12C 12 12 727 30 2041 8,8 97 Хорошая 4,3 Пр. изобр.
13C 13 13 622 40 1996 5 98 Хорошая 5,0 Пр. изобр.
17C 17 17 667 39 1851 6,8 95 Хорошая 2,7 Пр. изобр.
18C 18 18 542 42 1550 7 94 Хорошая 1,3 Пр. изобр.
19C 19 19 590 38 1615 5,7 118 Хорошая 1,4 Пр. изобр.
20C 20 20 473 42 1588 5,6 115 Хорошая 3,0 Пр. изобр.
21C 21 21 759 25 2004 6 112 Хорошая 4,6 Пр. изобр.
22C 22 22 603 31 1826 5,3 118 Хорошая 4,0 Пр. изобр.
23C 23 23 578 38 1762 6,9 96 Хорошая 2,1 Пр. изобр.
24C 24 24 713 32 2035 5,5 100 Хорошая 3,8 Пр. изобр.
27C 27 27 683 46 2556 7,7 101 Хорошая 4,1 Пр. изобр.
28C 28 28 726 31 2277 7,8 115 Хорошая 2,4 Пр. изобр.
29C 29 29 771 44 2303 6,6 117 Хорошая 4,3 Пр. изобр.
30C 30 30 700 18 1768 8,2 69 Плохая 4,0 Сравн. пр.

[0150]

Таблица С–3–2

Штампованная деталь № Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Структура металла Механические свойства Примечания
Твердость в средней по толщине части, HV Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8°–15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом),
%
Прочность на растяжение, МПа Относительное равномерное удлинение, % Максимальный угол изгиба, ° Стойкость к водородному охрупчиванию Относительная площадь остаточного аустенита, %
31C 31 31 728 92 1795 7 65 Хорошая 3,3 Сравн. пр.
32C 32 32 592 15 1940 6,8 66 Плохая 3,9 Сравн. пр.
34C 34 34 639 78 1860 6 109 Хорошая 3,8 Пр. изобр.
35C 35 35 815 51 2312 6,9 96 Хорошая 5,0 Пр. изобр.
36C 36 36 698 70 2155 6,3 118 Хорошая 1,6 Пр. изобр.
37C 37 37 600 52 1802 8,1 96 Хорошая 4,0 Пр. изобр.
38C 38 38 695 56 2246 6,6 107 Хорошая 2,7 Пр. изобр.
39C 39 39 480 45 1435 9,3 110 Хорошая 3,2 Сравн. пр.
40C 40 40 635 37 2109 8,2 94 Хорошая 3,7 Пр. изобр.
41C 41 41 700 54 2017 5,8 110 Хорошая 4,1 Пр. изобр.
42C 42 42 632 66 2065 7,4 93 Хорошая 2,9 Пр. изобр.
43C 43 43 610 49 2278 6,3 102 Хорошая 3,0 Пр. изобр.
44C 44 44 613 57 2105 9 106 Хорошая 2,0 Пр. изобр.
45C 45 45 653 54 2167 8 95 Хорошая 4,4 Пр. изобр.
46C 46 46 697 52 2071 5,5 107 Хорошая 3,9 Пр. изобр.
47C 47 47 613 29 2043 7 95 Хорошая 4,2 Пр. изобр.
48C 48 48 647 44 2189 6 103 Хорошая 4,6 Пр. изобр.
49C 49 49 615 60 2020 6,5 110 Хорошая 2,1 Пр. изобр.
50C 50 50 605 62 2287 9 103 Хорошая 3,7 Пр. изобр.
51C 51 51 611 44 2165 6,4 95 Хорошая 4,3 Пр. изобр.
52C 52 52 622 32 2141 7,7 108 Хорошая 3,3 Пр. изобр.
53C 53 53 604 56 2275 6,6 98 Хорошая 3,1 Пр. изобр.
54C 54 54 610 63 2010 7,2 110 Хорошая 4,4 Пр. изобр.
55C 55 55 631 47 2109 8,8 110 Хорошая 2,5 Пр. изобр.
56C 56 56 642 12 2119 6,1 63,2 Плохая 2,8 Сравн. пр.
57C 57 57 638 11 2105 6,6 59,6 Плохая 2,9 Сравн. пр.
58C 58 58 633 13 2089 6,4 57,9 Плохая 3,2 Сравн. пр.
59C 59 59 629 46 2076 6,9 109 Хорошая 2,9 Пр. изобр.

[0151]

Пример D изготовления

Поверхности стальных листов для средней по толщине части, имеющих химический состав №№ 1–38, указанный в Таблице D–1–1 и Таблице D–1–2 (в этих таблицах – "Сталь №№ 1–38"), были отшлифованы для удаления поверхностных оксидов. После этого соответствующие стальные листы для средней по толщине части были сварены при помощи дуговой сварки на одной или обеих поверхностях со стальными листами для поверхностного слоя, имеющими химический состав, указанный в Таблице D–1–3 и Таблице D–1–4, чтобы изготовить многослойные стальные листы №№ 1–60, из которых должна быть получена горячештампованная деталь. После дуговой сварки толщина в сумме стального листа для поверхностного слоя и стального листа для средней по толщине части составляла 200–300 мм, при этом толщина стального листа для поверхностного слоя составляла 1/3 или около этого от толщины стального листа для средней по толщине части (1/4 или около этого в случае наложения с одной стороны). Многослойный стальной лист № 38 представлял собой лист, в котором стальной лист для поверхностного слоя приварен только к одной поверхности. В других многослойных стальных листах, кроме № 38, стальные листы для поверхностного слоя были приварены к обеим поверхностям стального листа для средней по толщине части. Для тех из многослойных стальных листов №№ 1–60, приведенных в Таблицах с D–1–1 по D–1–3, в которых стальной лист для средней по толщине части не удовлетворял требованиям по химическому составу для данной части горячештампованной детали, соответствующей настоящему изобретению, в столбце "Примечание" указано "Сравнительная сталь".

[0152]

Для многослойных стальных листов №№ 1–60 была выполнена обработка в условиях, указанных в Таблицах с D–2–1 по D–2–3 как "Режим изготовления" под соответствующим из №№ 1–60, а именно, термообработка перед горячей прокаткой, черновая прокатка, горячая прокатка и холодная прокатка. Далее, при получении горячештампованных деталей №№ 1D – 60D ("Штампованных деталей" из Таблиц с D–3–1 по D–3–3) путем горячей штамповки, эти стальные листы были подвергнуты термообработке, как указано в Таблицах с D–2–1 по D–2–3 (в этих таблицах – "Термообработка при горячей штамповке"). Кроме того, на поверхности стальных листов, из которых состоят горячештампованные детали №№ 38 и 39, на линии нанесения покрытия путем погружения в расплав было нанесено покрытие из алюминия в количестве 120–160 г/м2. Помимо этого, столбцы в Таблицах с D–2–1 по D–2–3 соответствуют столбцам в Таблице А–2–1 и Таблице А–2–2. Кроме того, "–" в ячейках таблиц указывает, что соответствующая обработка не выполнялась.

[0153]

В Таблицах с D–3–1 по D–3–3 приведены структура металла и свойства горячештампованных деталей №№ 1D – 60D. Компоненты, определенные в результате анализа в положениях на глубине, равной 1/2 толщины образцов (средние по толщине части), и положениях на глубине 20 мкм от поверхностей слоев с пониженной твердостью, для образцов, взятых из горячештампованных деталей, были идентичны компонентам стальных листов для средней по толщине части и стальных листов для поверхностного слоя, входящих в состав многослойных стальных листов №№ 1–60, которые приведены в Таблицах с D–1–1 по D–1–4.

[0154]

Структура металла горячештампованных деталей была определена при помощи указанного выше способа. В стальном листе для средней по толщине части, образующем эту часть детали, была вычислена твердость, и в стальном листе для поверхностного слоя, образующем слой с пониженной твердостью, в области от его поверхности до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, была вычислена относительная площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составила 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составила 8° – 15°. Вычисленные значения относительной площади указаны в Таблицах с D–3–1 по D–3–3 в столбце "Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8° – 15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом), %".

[0155]

Для горячештампованных деталей были выполнены испытания на растяжение. Результаты приведены в Таблицах с D–3–1 по D–3–3. Испытания на растяжение выполнялись для изготовленного испытательного образца №5, указанного в стандарте JIS Z 2201, с использованием способа, указанного в стандарте JIS Z 2241.

[0156]

Стойкость горячештампованных деталей к водородному охрупчиванию, как и в Примере А изготовления, была оценена с использованием испытательных образцов, вырезанных из этих деталей. А именно, из горячештампованных деталей были вырезаны испытательные образцы с толщиной 1,2 мм, шириной 6 мм и длиной 68 мм, в которых при выполнении испытания на четырехточечный изгиб была создана деформация, соответствующая механическому напряжению, возникающему при достижении предела текучести, после этого образцы были погружены в соляную кислоту c pH3 на 100 часов, и стойкость к водородному охрупчиванию была оценена по наличию трещин. Варианты, в которых отсутствовали трещины, считались удовлетворительными ("Хорошая"), и варианты, в которых имелись трещины, считались неудовлетворительными ("Плохая").

[0157]

Для оценки стойкости горячештампованной детали к удару использовался стандарт VDA (VDA238–100), рекомендованный Ассоциацией автомобильной промышленности Германии, при соблюдении тех же условий измерения, что и в Примере А изготовления. В настоящем изобретении на основе смещения под действием максимальной нагрузки, полученной в ходе испытания на изгиб, в соответствии со стандартом VDA был получен максимальный угол изгиба, что позволило оценить стойкость горячештампованной детали к удару.

[0158]

Также была оценена стойкость горячештампованных деталей к удару, исходя из пластичности. Если говорить боле конкретно, с целью оценки стойкости к удару было выполнено испытание горячештампованных деталей на растяжение, чтобы определить относительное равномерное удлинение этих деталей. Испытания на растяжение выполнялись для изготовленного испытательного образца №5, указанного в стандарте JIS Z 2201, с использованием способа, указанного в стандарте JIS Z 2241. Относительным равномерным удлинением считалось относительное удлинение при достижении максимальной растягивающей нагрузки.

[0159]

Во время столкновения деформация концентрируется в локальной области с пониженной твердостью, что становится причиной возникновения трещины, поэтому для обеспечения стойкости к удару в штампованной детали важно обеспечить маленький разброс значений твердости, то есть, обеспечить неизменную твердость. Поэтому стойкость горячештампованной детали к удару оценивалась также на основе разброса значений твердости. В вытянутой в длину горячештампованной детали выбиралось сечение, перпендикулярное направлению по длине в этой детали и расположенное в любом положении на этой длине, и в этом сечении твердость измерялась в середине толщины листа на всей протяженности этого сечения, включая вертикальные стенки детали. При измерении использовалось устройство для измерения твердости по Виккерсу. Нагрузка при измерении составляла 1 кгс (9,8 Н), измерения выполнялись в 10 точках, и интервал измерений составлял 1 мм. В Таблицах с D–3–1 по D–3–3 приведена разность средней твердости в поперечном сечении и минимальной твердости. Варианты, в которых не было точек с измеренными значениями, отклоняющимися от среднего значения, полученного для все точек измерения, в нижнюю сторону более чем на 100 HV, считались имеющими маленький разброс значений твердости, то есть, имеющими фактически неизменную прочность, и, как результат, имеющими превосходную стойкость к удару, и поэтому удовлетворительными, в то время как варианты, в которых имелись точки с измеренными значениями, отклоняющимися в нижнюю сторону более чем на 100 HV, считались неудовлетворительными.

[0160]

Если прочность на растяжение составляла 1500 МПа или более, максимальный угол изгиба составлял 90° или более, и стойкость к водородному охрупчиванию была удовлетворительной, считалось, что стойкость к удару и стойкость к водородному охрупчиванию были превосходными, и данный вариант считался примером изобретения (указан как "Пр. изобр."). Если хотя бы одно из этих трех условий не соблюдалось, данный вариант считался сравнительным примером (указан как "Сравн. пр.").

[0161]

В каждой горячештампованной детали, являющейся примером изобретения, в области от поверхности стального листа для поверхностного слоя до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, относительная площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 8° – 15°, находилась в диапазоне от 20% до менее 50%. Кроме того, каждая горячештампованная деталь, являющаяся примером изобретения, имела превосходные прочность на растяжение, способность к изгибу и стойкость к водородному охрупчиванию.

[0162]

В то же время, горячештампованная деталь № 5D имела низкое содержание углерода в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части оказалась недостаточной, и недостаточной оказалась прочность на растяжение. Горячештампованная деталь № 9D имела чрезмерно высокое содержание углерода в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому твердость в этой части также оказалась чрезмерной, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу. Кроме того, горячештампованные детали № 10D и 11D имели очень низкое содержание Si в стальном листе, использованном для средней по толщине части, поэтому относительная площадь остаточного аустенита оказалась менее 1%, и относительное равномерное удлинение оказалось недостаточным. Помимо этого, горячештампованные детали № 12D и 13D имели недостаточное содержание Mn, поэтому твердость в средней по толщине части оказалась недостаточной, и недостаточной оказалась прочность на растяжение. Горячештампованные детали № 14D и 15D имели очень низкое содержание Si и Mn, поэтому относительная площадь остаточного аустенита оказалась менее 1%, и относительное равномерное удлинение оказалось недостаточным.

[0163]

Горячештампованные детали №№ 33D – 35D представляют собой сравнительные примеры, изготовленные с использованием многослойных стальных листов, предназначенных для получения горячештампованной детали, для которых перед горячей штамповкой термообработка не была выполнена требуемым образом. Горячештампованная деталь № 33D имела слишком низкую температуру во время термообработки перед горячей штамповкой, поэтому в области от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу. Кроме того, горячештампованная деталь № 34D имела чрезмерно высокую температуру во время термообработки перед горячей штамповкой, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в чрезмерной степени, разница в твердости слоя с пониженной твердостью и средней по толщине части оказалась слишком большой, и невозможно было обеспечить эффект от уменьшения большого градиента твердости в направлении по толщине, возникающий во время деформации при изгибе. По этой причине у горячештампованной детали № 34D невозможно было обеспечить превосходную способность к изгибу. Время термообработки горячештампованной детали № 35D перед горячей штамповкой было слишком маленьким, поэтому в области от поверхности слоя с пониженной твердостью до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу.

[0164]

Горячештампованная деталь № 40D имела чрезмерно высокое содержание Si, поэтому остаточный аустенит возникал в чрезмерной степени, с превышением его относительной площади сверх 5%. По этой причине горячештампованная деталь № 40D имела плохую способность к изгибу. Горячештампованная деталь № 41D имела чрезмерно высокое содержание Mn, поэтому она имела плохую способность к изгибу. Горячештампованная деталь № 42D имела низкое содержание алюминия, растворимого в кислоте, поэтому она имела плохую способность к изгибу. Кроме того, горячештампованная деталь № 45D имела чрезмерно высокое содержание алюминия, растворимого в кислоте, поэтому она имела плохую способность к изгибу.

[0165]

Во время черновой прокатки горячештампованной детали № 57D температура была низкой. Кроме того, во время черновой прокатки горячештампованной детали № 58D была низкой степень уменьшения толщины листа. Помимо этого, во время прокатки горячештампованной детали № 59D число операций прокатки было меньше требуемого при соблюдении условия, что промежуток времени между проходами должен составлять 3 секунды или более. Эти горячештампованные детали были изготовлены без соблюдения оптимальных условий черновой прокатки, поэтому мягкие структуры и структуры с промежуточной твердостью выросли в недостаточной степени, невозможно было облегчить деформацию, возникающую из–за изгиба, и невозможно было обеспечить целевую способность к изгибу.

[0166]

При получении путем непрерывного литья стального листа, который должен быть использован в качестве поверхностного слоя горячештампованной детали № 60D, скорость литья поддерживалась на уровне 6 т/мин или более. Это позволило обеспечить в области от поверхности этого стального листа до положения на глубине, равной 1/2 его толщины, большую относительную площадь в сумме кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 1° или менее, и кристаллических зерен с границами 15° или более, внутри которых максимальная разница в ориентации кристаллов составляла 8° – 15°, и эта горячештампованная деталь имеет превосходную способность к изгибу.

[0167]

Таблица D–1–1

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для средней по толщине части, мас.% Примечания
Сталь № C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
1 1 0,23 1,43 1,74 0,023 0,0029 0,061 0,0029 0 0 0 0 0
2 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
3 3 0,34 1,53 1,65 0,017 0,0009 0,025 0,0029 0 0 0 0 0
4 4 0,40 1,38 2,05 0,016 0,0014 0,030 0,0041 0 0 0 0 0
5 5 0,13 1,36 1,86 0,015 0,0018 0,038 0,0044 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
6 6 0,28 1,47 1,90 0,004 0,0024 0,043 0,0048 0 0 0 0 0
7 7 0,36 1,86 1,86 0,010 0,0029 0,046 0,0036 0 0 0 0 0
8 8 0,40 1,78 2,03 0,003 0,0003 0,060 0,0034 0 0 0 0 0
9 9 0,80 1,73 1,86 0,008 0,0032 0,043 0,0027 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
10 10 0,29 0,22 1,91 0,008 0,0024 0,043 0,0016 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
11 11 0,26 0,32 1,85 0,014 0,0006 0,049 0,0028 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
12 12 0,36 1,27 0,18 0,009 0,0031 0,062 0,0035 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
13 13 0,37 1,23 0,88 0,006 0,0017 0,052 0,0037 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
14 14 0,26 0,34 0,18 0,011 0,0010 0,038 0,0026 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
15 15 0,23 0,38 0,73 0,012 0,0006 0,064 0,0028 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
16 16 0,40 1,61 1,79 0,007 0,0034 0,042 0,0033 1,71 0 0 0 0
17 17 0,39 1,07 1,66 0,011 0,003 0,047 0,0020 0 0,082 0 0 0
18 18 0,38 1,55 1,98 0,018 0,0035 0,058 0,0026 0 0 0,032 0 0
19 19 0,28 1,23 1,94 0,013 0,0009 0,061 0,0028 0 0 0 0,04 0
20 20 0,28 1,4 1,81 0,015 0,0011 0,028 0,0037 0 0 0 0 0,0019
21 1 0,23 1,43 1,74 0,023 0,0029 0,061 0,0029 0 0 0 0 0
22 1 0,23 1,43 1,74 0,023 0,0029 0,061 0,0029 0 0 0 0 0
23 1 0,23 1,43 1,74 0,023 0,0029 0,061 0,0029 0 0 0 0 0
24 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
25 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
26 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
27 3 0,34 1,53 1,65 0,017 0,0009 0,025 0,0029 0 0 0 0 0
28 3 0,34 1,53 1,65 0,017 0,0009 0,025 0,0029 0 0 0 0 0
29 3 0,34 1,53 1,65 0,017 0,0009 0,025 0,0029 0 0 0 0 0
30 4 0,40 1,38 2,05 0,016 0,0014 0,03 0,0041 0 0 0 0 0

[0168]

Таблица D–1–2

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для средней по толщине части, мас.% Примечания
Сталь № C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
31 4 0,4 1,38 2,05 0,016 0,0014 0,030 0,0041 0 0 0 0 0
32 4 0,4 1,38 2,05 0,016 0,0014 0,030 0,0041 0 0 0 0 0
33 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
34 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
35 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
36 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
37 21 0,67 1,26 1,82 0,013 0,0033 0,027 0,0023 0 0 0 0 0
38 21 0,67 1,26 1,82 0,013 0,0033 0,027 0,0023 0 0 0 0 0
39 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
40 22 0,38 4,9 1,87 0,009 0,0022 0,058 0,003 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
41 23 0,25 1,21 4,5 0,012 0,0009 0,046 0,0023 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
42 24 0,26 1,32 1,82 0,013 0,0028 0,0001 0,0036 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
43 25 0,26 1,32 1,82 0,013 0,0028 0,002 0,0036 0 0 0 0 0
44 26 0,26 1,32 1,82 0,013 0,0028 2,500 0,0036 0 0 0 0 0
45 27 0,26 1,32 1,82 0,013 0,0028 4,100 0,0036 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
46 28 0,30 1,59 1,75 0,004 0,0012 0,052 0,003 0,04 0 0 0 0
47 29 0,30 1,59 1,75 0,004 0,0012 0,052 0,003 2,60 0 0 0 0
48 30 0,36 1,00 1,78 0,022 0,0007 0,045 0,0032 0 0,030 0 0 0
49 31 0,36 1,00 1,78 0,022 0,0007 0,045 0,0032 0 0,120 0 0 0
50 32 0,27 1,63 1,97 0,016 0,0012 0,051 0,0029 0 0 0,030 0 0
51 33 0,27 1,63 1,97 0,016 0,0012 0,051 0,0029 0 0 0,100 0 0
52 34 0,29 1,27 2,01 0,013 0,0013 0,057 0,003 0 0 0 0,010 0
53 35 0,29 1,27 2,01 0,013 0,0013 0,057 0,003 0 0 0 0,800 0
54 36 0,3 1,45 1,72 0,014 0,0016 0,043 0,0032 0 0 0 0 0,0009
55 37 0,3 1,45 1,72 0,014 0,0016 0,043 0,0032 0 0 0 0 0,0060
56 38 0,4 1,38 2,05 0,016 0,0014 0,03 0,0041 0 0 0 0 0
57 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
58 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
59 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0
60 2 0,28 1,31 1,97 0,007 0,0024 0,039 0,0023 0 0 0 0 0

[0169]

Таблица D–1–3

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для поверхностного слоя, мас.% Примечания
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
1 0,11 0,80 0,90 0,020 0,0025 0,054 0,0027 0 0 0 0 0
2 0,13 0,73 1,08 0,005 0,0021 0,038 0,0018 0 0 0 0 0
3 0,14 0,64 0,68 0,014 0,0008 0,020 0,0028 0 0 0 0 0
4 0,2 0,70 0,94 0,014 0,0013 0,025 0,0039 0 0 0 0 0
5 0,05 0,65 1,00 0,012 0,0016 0,034 0,0039 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
6 0,16 0,78 1,06 0,001 0,0023 0,036 0,0045 0 0 0 0 0
7 0,18 0,84 1,00 0,009 0,0026 0,041 0,0032 0 0 0 0 0
8 0,18 0,75 1,12 0,001 0,0026 0,053 0,0032 0 0 0 0 0
9 0,33 0,80 0,86 0,005 0,0031 0,036 0,0025 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
10 0,15 0,11 0,80 0,007 0,0021 0,040 0,0015 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
11 0,11 0,13 0,80 0,011 0,0005 0,042 0,0027 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
12 0,16 0,57 0,08 0,007 0,0027 0,055 0,0033 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
13 0,19 0,59 0,43 0,004 0,0013 0,046 0,0035 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
14 0,11 0,18 0,08 0,008 0,0009 0,036 0,0024 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
15 0,13 0,19 0,34 0,009 0,0003 0,061 0,0025 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
16 0,22 0,69 0,79 0,004 0,003 0,041 0,0029 1,51 0 0 0 0
17 0,17 0,56 0,83 0,009 0,0027 0,045 0,0018 0 0,065 0 0 0
18 0,19 0,84 0,83 0,016 0,0034 0,052 0,0022 0 0 0,028 0 0
19 0,13 0,60 0,93 0,010 0,0008 0,059 0,0023 0 0 0 0,030 0
20 0,15 0,60 0,74 0,013 0,0009 0,021 0,0033 0 0 0 0 0,0016
21 0,16 0,66 0,77 0,021 0,0025 0,057 0,0027 0 0 0 0 0
22 0,09 0,94 0,77 0,020 0,0026 0,054 0,0026 0 0 0 0 0
23 0,1 0,76 1,18 0,022 0,0025 0,055 0,0025 0 0 0 0 0
24 0,22 0,64 1,08 0,004 0,0022 0,033 0,0019 0 0 0 0 0
25 0,16 1,02 0,95 0,004 0,0020 0,032 0,002 0 0 0 0 0
26 0,12 0,54 1,28 0,004 0,0023 0,034 0,002 0 0 0 0 0
27 0,29 0,7 0,71 0,016 0,0008 0,018 0,0025 0 0 0 0 0
28 0,17 0,98 0,86 0,014 0,0006 0,021 0,0025 0 0 0 0 0
29 0,19 0,8 1,17 0,015 0,0006 0,022 0,0026 0 0 0 0 0
30 0,32 0,63 1,15 0,014 0,0012 0,026 0,0037 0 0 0 0 0

[0170]

Таблица D–1–4

Многослойный стальной лист № Химический состав стального листа для поверхностного слоя, мас.% Примечания
C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B
31 0,18 1,12 1,05 0,014 0,0011 0,022 0,0039 0 0 0 0 0
32 0,17 0,63 1,39 0,013 0,001 0,024 0,0037 0 0 0 0 0
33 0,12 0,59 1,06 0,006 0,0022 0,032 0,0018 0 0 0 0 0
34 0,15 0,52 0,97 0,006 0,0022 0,031 0,0022 0 0 0 0 0
35 0,14 0,55 0,85 0,004 0,0023 0,037 0,002 0 0 0 0 0
36 0,13 0,59 0,99 0,006 0,0021 0,034 0,0021 0 0 0 0 0
37 0,27 0,66 0,80 0,01 0,0031 0,02 0,0019 0 0 0 0 0
38 0,24 0,69 0,80 0,01 0,0029 0,02 0,0022 0 0 0 0 0
39 0,12 0,72 0,85 0,005 0,0021 0,032 0,002 0 0 0 0 0
40 0,21 0,06 0,94 0,006 0,0018 0,055 0,0025 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
41 0,14 0,64 0,11 0,011 0,0008 0,039 0,0021 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
42 0,15 0,66 0,91 0,011 0,0026 0,039 0,0032 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
43 0,15 0,66 0,91 0,01 0,0027 0,031 0,0033 0 0 0 0 0
44 0,15 0,66 0,91 0,011 0,0024 2,497 0,0033 0 0 0 0 0
45 0,15 0,66 0,91 0,011 0,0026 2,78 0,0035 0 0 0 0 0 Сравн. сталь
46 0,15 0,78 0,95 0,001 0,0008 0,047 0,0028 0,03 0 0 0 0
47 0,15 0,78 0,95 0,003 0,0009 0,048 0,0029 2,40 0 0 0 0
48 0,17 0,55 0,91 0,019 0,0004 0,043 0,0031 0 0,020 0 0 0
49 0,17 0,55 0,91 0,021 0,0003 0,037 0,0027 0 0,100 0 0 0
50 0,15 0,85 1,04 0,013 0,001 0,045 0,0028 0 0 0,040 0 0
51 0,15 0,85 1,04 0,013 0,0009 0,043 0,0024 0 0 0,090 0 0
52 0,15 0,74 1,13 0,011 0,0011 0,05 0,0025 0 0 0 0,020 0
53 0,15 0,74 1,13 0,011 0,001 0,053 0,0027 0 0 0 0,700 0
54 0,17 0,78 0,81 0,012 0,0015 0,038 0,003 0 0 0 0 0,0080
55 0,17 0,78 0,81 0,012 0,0015 0,04 0,0028 0 0 0 0 0,0050
56 0,17 0,91 1,37 0,013 0,001 0,024 0,0037 0 0 0 0 0
57 0,13 0,73 1,08 0,005 0,0021 0,038 0,0018 0 0 0 0 0
58 0,13 0,73 1,08 0,005 0,0021 0,038 0,0018 0 0 0 0 0
59 0,13 0,73 1,08 0,005 0,0021 0,038 0,0018 0 0 0 0 0
60 0,13 0,73 1,08 0,005 0,0021 0,038 0,0018 0 0 0 0 0

[0171]

Таблица D–2–1

Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Термообработка перед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование Толщина листа, мм
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон, °С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или мене) Температура отпуска, °С
1 1 1281 129 1153 42 3 855 663 47 40 904 88 32 Нет Нет 1,5
2 2 1125 108 1105 27 3 848 669 54 31 900 113 11 Нет Нет 1,3
3 3 1120 128 1110 24 3 830 633 53 44 872 82 26 Нет Нет 1,3
4 4 1279 81 1158 36 3 859 590 49 64 892 104 35 Нет Нет 1,4
5 5 1194 114 1152 27 3 908 683 45 44 895 83 23 Нет Нет 1,5
6 6 1269 132 1143 39 3 907 672 48 65 869 70 33 Нет Нет 1,5
7 7 1299 98 1201 35 3 906 561 53 60 872 74 28 Нет Нет 1,3
8 8 1148 87 1123 43 3 855 627 44 56 850 80 15 Нет Нет 1,6
9 9 1125 135 1115 23 3 892 615 50 29 878 79 14 Нет Нет 1,4
10 10 1187 135 1153 28 3 850 703 45 46 865 68 9 Нет Нет 1,5
11 11 1210 144 1160 36 3 865 565 46 58 898 91 8 Нет Нет 1,5
12 12 1225 78 1194 38 3 879 586 55 66 900 72 12 Нет Нет 1,3
13 13 1150 92 1111 24 3 887 715 48 29 909 80 15 Нет Нет 1,5
14 14 1188 95 1145 40 3 907 654 50 39 868 98 17 Нет Нет 1,4
15 15 1305 136 1164 31 3 892 657 55 31 861 68 10 Нет Нет 1,3
16 16 1248 85 1143 30 3 867 570 55 39 858 87 16 Нет Нет 1,3
17 17 1183 81 1133 49 3 846 566 49 68 906 102 15 Нет Нет 1,4
18 18 1277 124 1133 48 3 868 652 44 50 877 80 12 Нет Нет 1,6
19 19 1210 81 1143 35 3 832 666 53 24 856 87 13 Нет Нет 1,3
20 20 1195 144 1124 48 3 851 608 51 27 903 88 12 Нет Нет 1,4

[0172]

Таблица D–2–2

Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Термообработка перед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование Толщина листа, мм
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон, °С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или мене) Температура отпуска, °С
21 21 1180 94 1160 45 3 888 584 45 21 891 107 9 Нет Нет 1,5
22 22 1164 140 1156 34 3 891 690 49 15 901 93 9 Нет Нет 1,4
23 23 1189 89 1143 38 3 883 594 48 64 895 126 11 Нет Нет 1,5
24 24 1297 136 1169 35 3 876 696 46 68 877 101 9 Нет Нет 1,5
25 25 1153 149 1129 35 3 880 575 50 57 885 103 8 Нет Нет 1,4
26 26 1163 139 1123 27 3 863 626 55 37 851 81 16 Нет Нет 1,3
27 27 1303 129 1190 31 3 899 578 51 75 904 87 17 Нет Нет 1,4
28 28 1219 147 1161 22 3 880 641 46 31 866 111 15 Нет Нет 1,5
29 29 1216 78 1127 41 3 838 663 48 38 855 83 11 Нет Нет 1,5
30 30 1170 107 1144 43 3 869 650 48 49 870 86 12 Нет Нет 1,5
31 31 1280 130 1149 48 3 837 585 50 64 889 72 9 Нет Нет 1,4
32 32 1237 100 1133 35 3 893 685 46 64 882 70 13 Нет Нет 1,5
33 33 1072 125 1022 24 3 890 720 46 64 859 58 14 Нет Нет 1,5
34 34 1368 122 1131 28 3 878 657 44 51 902 71 10 Нет Нет 1,6
35 35 1130 12 1113 46 3 896 623 50 64 903 84 13 Нет Нет 1,4
36 36 1244 131 1147 29 3 883 710 0 58 896 96 13 Нет Нет 2,8
37 37 1121 118 1102 44 3 861 622 47 21 893 92 13 267 Нет 1,5
38 38 1165 80 1110 40 3 903 602 48 32 859 84 11 279 Да 1,5
39 39 1144 137 1131 34 3 877 644 47 60 858 74 18 Нет Да 1,5
40 40 1239 115 1164 24 3 879 624 53 28 898 88 11 Нет Нет 1,3

[0173]

Таблица D–2–3

Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Термообработка перед горячей прокаткой Черновая прокатка Горячая прокатка Холодная прокатка Термообработка при горячей штамповке Плакирование Толщина листа, мм
Температура нагрева, °С Время выдержки, мин Температура прокатки, °С Степень уменьшения толщины листа, % Число операций прокатки Температура чистовой прокатки, °С Температура свертывания в рулон, °С Степень обжатия, % Скорость нагрева, °С/с Температура нагрева, °С Средняя скорость охлаждения, °С/с (более 400°С) Средняя скорость охлаждения, °С/с (400°С или мене) Температура отпуска, °С
41 41 1266 123 1182 31 3 839 578 54 49 876 67 14 Нет Нет 1,3
42 42 1280 101 1128 31 3 858 568 54 33 884 107 10 Нет Нет 1,3
43 43 1268 119 1104 45 3 860 648 54 48 895 79 17 Нет Нет 1,3
44 44 1270 109 1107 32 3 844 592 54 19 865 102 17 Нет Нет 1,3
45 45 1251 113 1145 28 3 883 607 54 63 878 91 12 Нет Нет 1,3
46 46 1241 99 1146 39 3 872 573 55 53 894 49 15 Нет Нет 1,3
47 47 1235 96 1132 34 3 851 615 55 63 870 64 11 Нет Нет 1,3
48 48 1272 95 1110 36 3 871 629 49 49 891 82 14 Нет Нет 1,4
49 49 1272 115 1106 35 3 887 567 49 67 882 75 11 Нет Нет 1,4
50 50 1267 99 1106 36 3 843 631 44 65 893 95 11 Нет Нет 1,6
51 51 1257 82 1145 28 2 845 662 44 69 879 70 17 Нет Нет 1,6
52 52 1241 104 1159 43 3 858 638 53 62 869 69 17 Нет Нет 1,3
53 53 1242 127 1139 23 3 886 645 53 24 868 51 15 Нет Нет 1,3
54 54 1244 90 1172 27 3 863 617 51 46 887 101 9 Нет Нет 1,4
55 55 1261 89 1130 26 3 888 606 51 23 877 83 8 Нет Нет 1,4
56 56 1231 99 1132 35 3 895 681 46 72 889 75 15 Нет Нет 1,5
57 57 1276 98 1004 38 3 879 699 48 59 855 83 12 Нет 1,7
58 58 1236 88 1164 7 2 901 739 45 64 931 76 18 Нет 1,4
59 59 1247 78 1148 39 1 863 636 63 58 851 61 8 Нет 1,7
60 60 1228 62 1133 24 3 862 561 60 26 853 55 14 Нет 1,7

[0174]

Таблица D–3–1

Штампованная деталь № Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Структура металла Механические свойства Примечания
Твердость в средней по толщине части, HV Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8°–15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом),
%
Относительная площадь остаточного аустенита, % Прочность на растяжение, МПа Относительное равномерное удлинение, % Средняя твердость в поперечном сечении –
минимальная твердость, HV
Максимальный угол изгиба, ° Стойкость к водородному охрупчиванию
1D 1 1 610 38 3,3 1825 6,3 26 103,9 Хорошая Пр. изобр.
2D 2 2 725 29 3 2169 5,7 75 102,9 Хорошая Пр. изобр.
3D 3 3 797 24 4,1 2383 6,9 62 101 Хорошая Пр. изобр.
4D 4 4 798 24 3,5 2509 6,9 50 96,8 Хорошая Пр. изобр.
5D 5 5 476 48 3,5 1423 6,5 66 101,6 Хорошая Сравн. пр.
6D 6 6 785 25 3,4 2346 6,3 66 101,5 Хорошая Пр. изобр.
7D 7 7 772 26 4.6 2307 6.8 31 101.8 Хорошая Пр. изобр.
8D 8 8 788 25 4.2 2356 6.7 37 97.1 Хорошая Пр. изобр.
9D 9 9 1467 47 4.6 4386 6.9 61 58.1 Хорошая Сравн. пр.
10D 10 10 699 31 0.4 2090 0.9 41 102.5 Хорошая Сравн. пр.
11D 11 11 792 24 0.5 2369 1.4 33 99.2 Хорошая Сравн. пр.
12D 12 12 459 49 2.9 1372 5.8 177 104 Хорошая Сравн. пр.
13D 13 13 476 27 3.2 1489 6 135 101.9 Хорошая Сравн. пр.
14D 14 14 736 28 0.7 2202 1.9 174 104.3 Хорошая Сравн. пр.
15D 15 15 720 30 0.8 2154 2.7 161 103 Хорошая Сравн. пр.
16D 16 16 789 25 3.9 2359 5.7 34 99.9 Хорошая Пр. изобр.
17D 17 17 780 25 2.5 2331 5.1 53 100.7 Хорошая Пр. изобр.
18D 18 18 781 24 4 2389 5.6 26 100.4 Хорошая Пр. изобр.
19D 19 19 721 30 2.9 2156 5.4 25 101 Хорошая Пр. изобр.
20D 20 20 716 30 3.5 2141 6.8 41 105 Хорошая Пр. изобр.

[0175]

Таблица D–3–2

Структура металла Механические свойства
Штампованная деталь № Многослойный стальной лист № Режим изготовления № Твердость в средней по толщине части, HV Относительная площадь в сумме кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 1° или менее и кристаллических зерен с максимальной разницей в ориентации кристаллов 8°–15° (кристаллические зерна имеют границы с большим углом),
%
Относительная площадь остаточного аустенита, % Прочность на растяжение, МПа Относительное равномерное удлинение, % Средняя твердость в поперечном сечении –
минимальная твердость, HV
Максимальный угол изгиба, ° Стойкость к водородному охрупчиванию Примечания
21D 21 21 631 35 3,6 1888 6,9 61 97,3 Хорошая Пр. изобр.
22D 22 22 624 27 3,4 1867 6,7 52 99,4 Хорошая Пр. изобр.
23D 23 23 619 35 3,6 1852 6,8 36 99,1 Хорошая Пр. изобр.
24D 24 24 734 31 3,2 2196 6,3 71 96 Хорошая Пр. изобр.
25D 25 25 732 40 3,5 2190 6,9 58