[发明专利]高性能压制硬化钢组件

说明书

本发明涉及高性能压制硬化钢组件。具体地，本发明涉及热冲压/热成型之后的压制硬化钢组件，其包含芯层，该芯层具有≥大约1800兆帕至≤大约2200兆帕的抗拉强度和≥大约90体积%的马氏体，该芯层具有第一厚度，该第一厚度为压制硬化钢组件厚度的≥大约40%至≤大约96%；和沿着芯的第一表面的第一表面层，该第一表面层具有≥大约800兆帕至≤大约1200兆帕的抗拉强度和≥大约90体积%的马氏体和贝氏体。压制硬化钢组件的抗拉强度为≥大约1600兆帕至≤大约2000兆帕和VDA 238‑100弯曲角度为≥大约50°至≤大约80°。

技术领域

本发明涉及高性能压制硬化钢组件。

背景技术

这个部分提供了与本公开有关的背景信息，但其并不必然是现有技术。

压制硬化钢（press-hardened steel，PHS），也称为“热冲压钢”或“热成型钢”，其是用于车身结构应用的最坚固的钢之一。在某些应用中，PHS可以具有大约1500兆帕（MPa）的抗拉强度特性。这种钢具有理想的特性，包括形成强度/重量比显著增加的钢部件。PHS部件在各种行业和应用中已经变得越来越普遍，这些行业和应用包括常规制造，建筑设备，汽车或其他运输行业，家庭或工业结构等。例如，当制造交通工具，特别是汽车时，期望燃料效率和性能的持续改进；因此，PHS部件已经被越来越多地使用。PHS部件通常用于形成承重部件，例如门梁，这些部件通常需要高强度的材料。因此，这些钢的最终状态被设计成具有高强度和足够的延展性以抵抗外力，例如抵抗对乘客室的侵入而不破裂，从而为乘员提供保护。此外，镀锌的PHS部件可以提供阴极保护。

许多PHS处理涉及在炉中对钢板坯件进行奥氏体化，然后立即对模具中的板进行压制和淬火。奥氏体化通常在大约880℃至950℃的范围内进行。 PHS处理可以是间接的也可以是直接的。在直接方法中，在模具之间同时成型并压制PHS部件，这对钢进行淬火。在间接方法中，在奥氏体化以及随后的压制和淬火步骤之前，将PHS部件冷成型为中间体部分形状。PHS组分的淬火通过将微观结构从奥氏体转变为马氏体来硬化部件。在从炉到模具的转移过程中经常会形成氧化物层。因此，淬火后，必须从PHS部件和模具除去氧化物。通常通过喷丸除去氧化物，即除鳞。

PHS部件可以使用直接方法由裸露的或铝硅（Al-Si）的合金制成，或者可以使用直接方法或间接方法由锌涂覆的PHS制成。对PHS部件进行涂覆为下面的钢部件提供保护层（例如，电镀保护）。锌涂层提供阴极保护；即使在钢暴露的地方，涂层起到牺牲层的作用，并且代替钢部件而受腐蚀。此类涂层还在PHS部件的表面上产生氧化物，它们通过喷丸而除去。因此，希望不需要涂层或其他处理的合金组合物。

PHS部件通常可以具有高强度或高韧性。随着强度增加，通常韧性降低，反之亦然。然而，为了减轻重量，希望具有高韧性的高强度PHS部件。

发明内容

这个部分提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

在各个方面，本技术提供了热冲压/热成型之后的压制硬化钢组件，其包含芯层，该芯层包含第一钢板，该第一钢板具有大于或等于大约1800兆帕至小于或等于大约2200兆帕的极限抗拉强度和大于或等于90体积%的马氏体，芯层具有第一厚度，该第一厚度为大于或等于压制硬化钢组件厚度的大约40%至小于或等于压制硬化钢总厚度的大约96%；沿着芯的第一表面布置的第一表面层，其中第一表面层包含第二钢板，该第二钢板具有大于或等于大约800兆帕至小于或等于大约1200兆帕的极限抗拉强度和大于或等于90体积%的马氏体和贝氏体，其中压制硬化钢组件的极限抗拉强度为大于或等于大约1600兆帕至小于或等于大约2000兆帕和VDA 238-100弯曲角度为大于或等于大约50°至小于或等于大约80°。

在一个方面，第一表面层具有第二厚度，该第二厚度为大于或等于压制硬化钢组件总厚度的大约2%至小于或等于压制硬化钢组件总厚度的大约60%。