[发明专利]用于制造奥氏体钢部件的方法及该部件的用途

说明书

本发明涉及由具有奥氏体显微组织的材料制成的具有高加工硬化率的部件的制造方法。热处理用于部件(1)的冷加工硬化材料以产生至少一个软化区域(2)，其中通过热处理所述软化区域(2)所需的一部分部件材料，所述软化区域(2)具有高延性和比初始高强度材料低的强度。本发明还涉及该部件的用途。

本发明涉及具有高加工硬化率的部件的制造方法，并且涉及该部件尤其在汽车、轿车和货车工业中的用途。

在运输系统制造中，尤其是在汽车车体制造中，除高强度零件之外需要软区域。较软的且较有延性的材料在通过成形来制造部件的过程中具有好处，如较低的回弹、较低的工具磨损以及在需要复杂零件时达到较高的成形水平。当与高强度钢对比时，采用有延性的材料的部件的寿命期间的好处是更好的疲劳行为、更低的裂纹扩展亲和力以及更好的能量吸收。

但是有延性的材料不满足强度水平，该强度水平被要求达到安全标准和所要求的车体刚度。较低强度的材料不得不采用较高厚度来制造，这使它们成本较高并且提高车体重量，而且由此提高CO₂排放和按里计的运费(mileage)。

EP公开文本2264193A1和US公开文本2012006089A1描述了热成形工艺过程中所谓的定制(tailored)回火与压力硬化(press hardening)工具的回火区域。因此，在改进的热成形工艺过程中通过局部防止(完全)奥氏体化来改进22MnB5钢的铁素体/马氏体显微组织。DE公开文本102008027460A1描述了热成形/压力硬化工艺使可为22MnB5钢或TWIP钢或TRIP钢的起始材料硬化。影响硬化水平的方式是特殊的升温和温度水平。

US公开文本2015/0047753涉及采用有延性的钢制备部件的方法，其中将带材或金属片材奥氏体化并淬火来产生至少部分马氏体转变的显微组织并且进一步加热至小于Ac1转变温度的成形温度，同时维持该至少部分马氏体转变的显微组织以便在小于Ac1转变温度的该成形温度下使该材料成形。此外，用金属性涂层涂覆经处理的材料。

US公开文本2013048150描述了通过特殊的脱碳退火工艺(使用高锰合金钢的TRIP硬化效应)制备工件的方法，该工件具有跨壁或带材厚度可调节的性质。

WO公开文本2014/180456描述了仅采用一种材料(奥氏体轻质结构钢)制备具有不同材料性质的部件的方法。芯部通过特定的成形而达到，其中奥氏体轻质结构钢在转变过程中具有温度依赖性的转变诱发塑性(TRIP)和/或孪晶诱发塑性效应(TWIP)。制造该部件以在高于室温的40-160℃温度期间获得高韧性以及在低于室温的-65℃至0℃温度期间获得高强度。在US公开文本2014328715的制备TWIP和纳米孪晶奥氏体不锈钢的方法中还描述了深冷处理，该不锈钢含有小于0.018重量％的C、0.25-0.75重量％的Si、1.5-2重量％的Mn、17.80-19.60重量％的Cr、24.00-25.25重量％的Ni、3.75-4.85重量％的Mo、1.26-2.78重量％的Cu、0.04-0.15重量％的N，余量为Fe和不可避免的杂质。

TWIP(孪晶诱发塑性)效应取决于化学组成、奥氏体显微组织硬化效应和堆垛层错能(20-30mJ/m²)。在TWIP效应中，通过变形孪晶的形成驱使大量变形。当显微组织变得越来越细时孪晶引起高瞬时硬化率值。所得孪晶边界充当晶界并且使钢强化。在大约30％工程应变下硬化率值提高至值0.4，并且然后保持恒定直至均匀伸长率和总伸长率两者都达到50％。

例如在CN公开文本103556052中、CN公开文本102312158中、EP公开文本2649214中、KR公开文本20100028310中和KR公开文本20100009222中还描述了制造具有TWIP效应与不同化学组成的钢号的方法。