[发明专利]具有Al涂层的扁钢产品及其制造方法和钢部件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于热成型的扁钢产品及其制造方法，该扁钢产品由钢基底和涂覆在钢基底上的、基于Al的保护涂层而组成，钢基底由具有0.1‑3重量％的Mn和最高0.01重量％的B的钢制成，保护涂层可选地含有总共最大20重量％的其他合金元素，还涉及一种钢部件及其制造方法。按照本发明的扁钢产品实现了，在热成型所需要的加热过程中使氢吸收最小化。这按照本发明由此得以实现，即，保护涂层含有总共0.1‑0.5重量％的至少一种的碱土金属或过渡金属作为额外的合金成分，其中，在扁钢产品的热成型过程中在所述保护涂层的外侧的表面上形成一种碱土金属或过渡金属的氧化物。

技术领域

本发明涉及一种用于热成型的扁钢产品，该扁钢产品由钢基底和涂覆在钢基底上的、基于Al的保护涂层而组成，钢基底由具有0.1-3重量％的Mn和0.0005-0.01重量％的B的钢制成，保护涂层可选地含有总共最大20重量％的其他合金元素。

本发明同样还涉及一种用于制造按照本发明的扁钢产品的方法。

另外，本发明还涉及一种通过热压淬火制成的钢部件。

本发明还涉及一种用于制造这类钢部件的方法。

背景技术

“扁钢产品”的概念在此为所有的轧制产品，其长度较其厚度而言大很多。为此，钢带和钢板以及由其获得的切割件和扁坯都属于扁钢产品。

当在此作出合金的含量的规定时，只要没有其他说明，则合金的含量总是以“重量％”理解。

按照本发明的扁钢产品的钢基底由所谓的“MnB钢”组成。这类钢在EN 10083-3中标准化。这些钢具有良好的可硬化性并且在热压期间允许可靠的过程实施，通过该过程实施以经济的方式实现了，无需额外冷却，在热成型过程中仍在工具中产生马氏体硬化。这种钢的典型实例是以名称22MnB5已知的钢，其可以在2004年的德国钢编码(Stahlschlüssel)中以材料编号1.5528找到。

市场可购买到的完全镇静的22MnB5钢除了含有铁和不可避免的杂质之外通常还含有(以重量％计的)：0.10-0.250％的C、1.0-1.4％的Mn、0.35-0.4％的Si、最多0.03％的P、最多0.01％的S、最多0.040％的Al、最多0.15％的Ti、最多0.1％的Nb、总计至多0.5％的Cr+Mo以及最多0.005％的B。

对于热轧的并且设置有Al涂层的MnB钢板，其通过热压淬火用于制造钢部件，在EP0 971 044 Bl中说明了一种合金规格，根据该合金标准，MnB钢除了含有铁和不可避免的杂质之外还含有(以重量％计的)：大于0.20％但小于0.5％的碳含量、大于0.5％但小于3％的锰含量、大于0.1％但小于0.5％的硅含量、大于0.01％但小于1％的铬含量、小于0.2％的钛含量、小于0.1％的铝含量、小于0.1％的磷含量、小于0.05％的硫含量、大于0.0005％但小于0.08％的硼含量。Al涂层为所谓的AlSi涂层，其由9-10重量％的Si、2-3.5重量％的铁和余量的铝组成。将这种组成和涂覆的扁钢产品加热到大于700℃的加热温度，然后放入到压制模具中，在此热成型成钢部件并在此快速地冷却，以使得该扁钢产品的钢基底中产生硬化组织结构。

在发货状态下，所有的锰硼钢种是少氢的。其可扩散氢的含量分别在目前的0.1ppm的检测限以下。MnB钢由此基本上仅表现出较低的氢致裂纹的倾向。

但是在实际中发现，在基于铝的保护涂层涂覆的锰硼钢在潮湿的炉气氛中的热成型过程中会导致钢基底中的氢聚集。对此的原因已确定为金属-水蒸气反应。当在含有水蒸气的气氛条件下在加热炉中将用于热成型的、设置有Al涂层的扁钢产品加热到较高的温度时，会导致该反应。在此，位于炉气氛中的水蒸气在材料表面上反应形成氢气和金属氧化物。所形成的氢气扩散到钢材中并在此可以通过其优选在高固有拉应力的区域中的浓集而导致延迟的失效。如果局部达到非常高的氢浓度，这削弱了钢基材组织结构的晶界上的结合，以使得在使用中由于出现的应力而导致沿着晶界的开裂。