[发明专利]含无镀层压制硬化钢的热成形件及其方法

说明书

合金组合物包含浓度为该合金组合物的大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.5重量%的碳；浓度为该合金组合物的大于或等于大约0.1重量%至小于或等于大约3重量%的锰；浓度为该合金组合物的大于或等于大约0.1重量%至小于或等于大约0.5重量%的硅；以下任一：浓度为该合金组合物的大于或等于大约2重量%至小于或等于大约10重量%的铬和浓度为该合金组合物的大于或等于大约0重量%至小于或等于大约5重量%的铝，或浓度为该合金组合物的大于或等于大约2重量%至小于或等于大约10重量%的铝和浓度为该合金组合物的大于或等于大约0重量%至小于或等于大约5重量%的铬，并且该合金组合物的余量为铁。还公开了合金组合物和制造压制硬化刚物体的方法。

发明背景

本节提供与本公开相关的背景信息，该信息不一定是现有技术。

压制硬化钢（PHS）（也称为“热冲压钢”或“热成形钢”）是用于汽车车身结构应用的最强韧的钢之一，具有在大约1,500兆帕（MPa）量级的抗张强度性质。此类钢具有合意的性质，包括形成强度/重量比显著提高的钢部件。PHS部件在各个行业和应用中变得越来越普遍，包括一般制造业、建筑设备、汽车或其它运输行业、家庭或工业结构等等。例如，当制造车辆尤其是汽车时，需要燃料效率与性能方面的持续改进，由此已经越来越多地使用PHS部件。PHS部件通常用于形成承重部件，如门梁，其通常需要高强度材料。由此，这些钢的成品状态经设计为具有高强度和足够的延性以抵抗外力，例如抵抗到乘客舱中的侵入而不破裂以便对乘员提供保护。此外，镀锌的PHS部件可以提供阴极保护。

许多PHS方法涉及钢板坯料在炉中的奥氏体化，随后立即在模具中将钢板压制和淬火。存在两种主要类型的PHS方法：间接法和直接法。奥氏体化通常在大约880℃至950℃的范围内进行。在直接法中，PHS部件在模具之间同时成形和压制，这将钢淬火。在间接法中，将PHS部件冷成形为中间部件形状，随后进行奥氏体化和后续的压制与淬火步骤。PHS部件的淬火通过将微观结构由奥氏体转变为马氏体来硬化该部件。在由炉转移至模具的过程中常常形成氧化物层。因此，在淬火后，必须从PHS部件和模具上除去所述氧化物。该氧化物通常通过喷丸清理来去除，即除鳞。

可以在适用的预冷成形（如果使用间接法的话）或奥氏体化之前镀覆PHS部件。镀覆PHS部件向下面的钢部件提供了保护层（例如电化腐蚀防护）。此类镀层通常包含铝-硅合金和/或锌。锌镀层提供阴极保护；该镀层充当牺牲层，并代替钢部件被腐蚀，即使在钢暴露的情况下也如此。此类镀层也会在PHS部件的表面上生成氧化物，其通过喷丸清理去除。

发明概述

本节提供公开内容的总体概述，并非其全部范围或其所有特征的全面公开。

本公开涉及新型无镀层压制硬化钢和制造压制硬化钢零件的方法。该新型无镀层压制硬化钢包含铬、铝、或铬与铝二者。

本技术提供了一种合金组合物，其包含浓度为该合金组合物的大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.5重量%的碳；浓度为该合金组合物的大于或等于大约0.1重量%至小于或等于大约3重量%的锰；浓度为该合金组合物的大于或等于大约0.1重量%至小于或等于大约0.5重量%的硅；以下任一：浓度为该合金组合物的大于或等于大约2重量%至小于或等于大约10重量%的铬和浓度为该合金组合物的大于或等于大约0重量%至小于或等于大约5重量%的铝，或浓度为该合金组合物的大于或等于大约2重量%至小于或等于大约10重量%的铝和浓度为该合金组合物的大于或等于大约0重量%至小于或等于大约5重量%的铬；并且该合金组合物的余量为铁。

在各种方面，该合金组合物是包含浓度为该合金组合物的大于或等于大约2.25重量%至小于或等于大约5重量%的铬的高Cr合金组合物。

在各种方面，高Cr合金组合物包含浓度为该合金组合物的大于或等于大约0重量%至小于或等于大约5重量%的铝。

在各种方面，高Cr合金组合物已经在大于或等于大约400℃至小于或等于大约700℃的温度下氧化大约大于或等于大约1分钟至小于或等于大约60分钟的时间并随后冷却。