[发明专利]锰钢产品的热处理方法和具有特定合金的锰钢产品

说明书

本发明涉及对锰钢产品进行整体热处理的方法，所述锰钢产品的合金包括：在0.02<C<0.35重量％范围内的碳组分(C)；和在3.5重量％<Mn<6重量％范围内的锰含量(Mn)。整体退火方法包括以下子步骤：将所述钢产品加热(E1)至在820℃±20℃范围内的第一保持温度(T1)；在所述第一保持温度(T1)下将所述钢产品第一保持(H1)第一保持期(δ1)；将所述钢产品快速第一冷却(A1)至在350℃～450℃范围内的第二保持温度(T2)；在所述第二保持温度(T2)的范围内将所述钢产品第二保持(H2)第二保持期(δ2)；执行缓慢的第二冷却(A2)。

本发明涉及锰钢产品的热处理方法，所述锰钢产品也称为中锰钢产品。其还涉及在特定方法范围内进行热处理的锰钢产品的特定合金。

本发明要求2014年12月1日提交的欧洲专利申请EP14195644.1的优先权。

组成、合金以及生产工艺中的热处理都对钢产品的性质具有显著影响。

已知热处理过程中的加热、保持和冷却能够对钢产品的最终结构产生影响。此外，如已经指出的，钢产品的合金化组成也当然起重要作用。合金钢中的热力学和材料相关关系非常复杂，取决于许多参数。

已经认识到，机械性质和变形性可以受钢产品结构中的不同相和微结构的组合的影响。

根据组成和热处理，可以形成铁素体、珠光体、残余奥氏体(也称为“残留奥氏体”)、退火马氏体相(也称为“回火马氏体”)、马氏体相和贝氏体微结构，特别是在钢产品中。钢合金的性质尤其取决于微观视野中不同相的比例、微结构及其结构排列。

这些相和微结构中的每一个具有不同的性质。因此，具有几个此类相和微结构的钢合金具有明显不同的机械性质。

根据特定的要求曲线，使用不同的钢，例如用于汽车工程。数十年前，在车体构造的汽车行业中，通常使用伸拉钢(例如IF钢)，其显示良好的变形性，但是仅具有在 120N/mm²至400N/mm²范围内的低强度。IF表示“无间隙”，即，该IF钢仅具有低含量的包埋在间隙空间中的合金化元素。

现在的钢合金的重要成分是锰(Mn)。以重量％计的锰含量经常在2.5％～12％的范围内。因此，将这些涉及所谓的中锰钢，其也称为中等锰钢。此类中锰钢通常特征在于由铁素体、马氏体和奥氏体组成的结构。在该基质中，奥氏体主要作为第二相或第三相沉积在晶界处。奥氏体具有增加强度的效果。对于中锰钢而言，马氏体比例通常最大为80体积％～90体积％。由于这种矛盾结构的组合，中锰钢具有相对低的屈服强度和高拉伸强度，这有利于成型过程。

图1示出了经典的高度示意性的图，其中将断裂伸长率绘制为相对于以MPa为单位的拉伸强度(也称为延展性)的百分比。以MPa为单位的拉伸强度允许叙述关于材料的较低屈服强度。图1的图综述了目前使用的钢的强度等级。通常，适用以下说明：钢合金的屈服强度越高，该合金的断裂伸长率越低。简单来说，可以说断裂伸长率随拉伸强度的增加而降低，反之亦然。因此，对于每种应用，必须找到断裂伸长率和拉伸强度之间的最佳折中。图1允许说明不同钢材料的强度和变形性之间的关系。

已经提到的中锰钢在由附图标记1表示的区域中示意性地概括。附图标记1表示的区域包括Mn含量为3重量％～7重量％、碳含量为的中锰钢。

由于常规的中锰钢经受两步热处理，因此其是复杂的。为了在中锰钢的情况下提高拉伸强度(例如约950MPa～1250MPa)，例如，这些钢与锰合金化以获得马氏体相。然而，不幸的是，必须同时接受显着降低的延展性。具有1200MPa的高拉伸强度的中锰钢通常具有仅为2％～8％的伸长率。

TRIP钢由附图标记2表示，所谓的HD钢标有参考附图标记3。TRIP代表“相变诱导塑性”。HD代表高延展性。