CN114934238A - 用于制造压制硬化部件的钢板、具有高强度和碰撞延性的组合的压制硬化部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

用于制造压制硬化部件的钢板、通过使所述钢板热成型获得的压制硬化钢部件、及其制造方法，所述钢板具有包含以下的组成：0.15％≤C≤0.22％，3.5％≤Mn<4.2％，0.001％≤Si≤1.5％，0.020％≤Al≤0.9％，0.001％≤Cr≤1％，0.001％≤Mo≤0.3％，0.001％≤Ti≤0.040％，0.0003％≤B≤0.004％，0.001％≤Nb≤0.060％，0.001％≤N≤0.009％，0.0005％≤S≤0.003％，0.001％≤P≤0.020％；具有由小于50％的铁素体、1％至20％的残余奥氏体、渗碳体组成的显微组织，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，补余部分由贝氏体和/或马氏体组成，残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％。

Description

用于制造压制硬化部件的钢板、具有高强度和碰撞延性的组 合的压制硬化部件及其制造方法

本发明专利申请是申请日为2018年6月1日、申请号为 201880042276.2、发明名称为“用于制造压制硬化部件的钢板、具有高强度和碰撞延性的组合的压制硬化部件、及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及热成型以生产部件并通过由将部件保持在压制工具中实现的冷却步骤而压制硬化的钢板。这些部件用作机动车辆中的用于防侵入或能量吸收功能的结构元件。这样的部件还可以用于例如制造农业机械用工具或部件。

在这样的类型的应用中，期望生产高机械强度、高耐冲击性、良好的耐腐蚀性和尺寸精度相结合的钢部件。在试图显著减小车辆重量的汽车工业中，这种组合是特别期望的。车辆部件例如防侵入部件和结构部件，特别是前纵梁或后纵梁、车顶纵梁和B柱、底盘部件例如下控制臂、发动机支架以及有助于机动车辆安全性的其他部件例如保险杠、车门或中柱加强件，更是特别需要这些特性。这种重量减轻可以特别由于使用具有马氏体或贝氏体-马氏体显微组织的钢部件而实现。

在现有技术出版物FR 2 780 984和FR 2 807 447中描述了这种类型的部件的制造，根据该出版物，将在用于热处理的钢板中切割并预涂覆有金属或金属合金的坯件在炉中加热然后使其热成型。在进行成型之后将部件保持在工具中使得可以实现快速冷却，从而导致形成具有非常高的机械特性的硬化显微组织。这种方法称为压制硬化。

由此获得的部件的机械特性通常通过拉伸强度和硬度测试来评估。因此，以上引用的文献公开了这样的制造方法：其允许从在加热和快速冷却之前的初始拉伸强度TS为500MPa的钢坯开始实现1500MPa的拉伸强度TS。

然而，某些经硬化和涂覆的部件的使用条件不仅要求高水平的拉伸强度TS，而且要求良好的延性。部件的延性例如通过测量总伸长率来评估。例如，通过FR 2 780 984的制造方法获得的部件虽然具有高拉伸强度，但总伸长率仍低于6％。

因此，在EP 2 137 327中提出了一种用于由钢坯制造压制硬化部件的方法，该钢坯的组成包含：0.040％至0.100％C，0.80％至2.00％Mn，<0.30％ Si，<0.005％S，<0.030％P，0.01％至0.070％Al，0.015％至0.100％Al， 0.030％至0.080％Ti，<0.009％N，<0.100％Cu、Ni、Mo，<0.006％Ca。在压制硬化之后，可以获得高于500MPa的拉伸强度和至少15％的总伸长率。然而，由于作为等轴铁素体的显微组织的性质，不可能实现非常高的拉伸强度水平。

此外，文献EP 1 865 086公开了一种钢组成，其包含：0.1％至0.2％C， 0.05％至0.3％Si，0.8％至1.8％Mn，0.5％至1.8％Ni，<0.015％P，<0.003％ S，0.0002％至0.008％B，任选地0.01％至0.1％Ti，任选地0.01％至0.05％ Al，任选地0.002％至0.005％N。这种组成使得可以制造拉伸强度高于1000 MPa且总伸长率高于10％的压制硬化部件。然而，由于其高的镍含量，该钢制造起来昂贵。

文献EP 1 881 083公开了一种压制硬化部件，其由包含以下的钢组成制成：0.11％至0.18％C，0.10％至0.30％Si，1.60％至2.20％Mn，<0.0015％ P，<0.010％S，1.00％至2.00％Cr，0.020％N，0.020％至0.060％Nb，0.001％至0.004％B，0.001％至0.050％Ti。该部件的拉伸强度高于1200MPa且总伸长率大于12％。然而，由于其高的铬含量，该钢制造起来也昂贵。

最重要的是，总伸长率实际上似乎并不是保证部件具有足够的延性以吸收变形或冲击而没有破裂风险的最相关参数。因此，高的总伸长率不保证这样足够的延性。

相反，如出版物“Crash Ductility and Numerical Modeling of

1500Fracture behavior”，P.Dietsch和D.Hasenpouth，2015年法兰克福国际汽车车身大会会刊(Proceedings of the International Automotive Body Congress,Frankfurt2015)所分析的，对于保证部件具有足够的延性以吸收变形或冲击而没有破裂的风险，特别是在对应于由于部件的几何形状的局部应力集中的区域或者对应于部件表面上潜在存在的微缺陷的区域中，断裂应变和弯曲角度似乎比总伸长率更相关。这种延性也可以称为“碰撞延性”，并且与总伸长率和均匀伸长率不相关。

文献WO 2017/006159公开了一种用于由钢制造压制硬化部件的方法，该钢的组成包含0.062％至0.095％C，1.4％至1.9％Mn，0.2％至0.5％ Si，0.020％至0.070％Al，0.02％至0.1％Cr，其中1.5％≤C+Mn+Si+Cr≤2.7％， 0.040％至0.060％Nb，3.4*N≤Ti≤8*N，0.044≤Nb+Ti≤0.090％，0.0005％至0.004％B，0.001％至0.009％N，0.0005％至0.003％S和0.001％至0.20％P，压制硬化部件的弯曲角度高于75°并且在平面应变条件下的断裂应变高于 0.60。

然而，这样的部件的拉伸强度仍然低于1200MPa。

因此，期望没有先前限制的用于制造压制硬化部件的钢板、压制硬化部件及其制造方法。更特别地，期望得到适用于生产以下压制硬化钢部件的钢板和这样的压制硬化钢部件：所述压制硬化钢部件具有至少1000 MPa的屈服强度YS，1300MPa至1600MPa的拉伸强度TS以及由高于 60°的弯曲角度和高于0.50的在平面应变条件下的断裂应变表征的高延性。还期望得到用于压制硬化的钢板，其可以以未涂覆状态获得或者以具有在压制硬化之后为钢板提供高的耐腐蚀性的金属涂层获得。

此外，期望生产在热压成型之前或之后可容易焊接的钢板或压制硬化钢部件。

特别期望得到这样的钢板：其可以在均质过程中(即，具有相同组成的两个板的焊接)或在异质过程中(具有不同钢组成的两个板的焊接)容易地焊接并且可以进一步进行压制硬化，使得这些压制硬化的焊缝具有高的机械特性。

为了改善它们的耐氧化性，通常用预涂层特别是铝、基于铝的合金或铝合金预涂层涂覆由可压制硬化的钢制成的板。可以将由这样的预涂覆板制成的坯件焊接至其他坯件，例如其他预涂覆的坯件，然后使这些焊接的坯件热成型并压制硬化成其最终形状。

当将这样的预涂覆的坯件焊接至其他坯件时，一部分预涂层熔融到由于焊接而在那些坯件之间产生的焊缝金属中。

这种外源金属可能导致形成金属间区域，在随后的机械载荷下，金属间区域倾向于成为在静态或动态条件下的断裂开始部位。

此外，由于铝是α相生成(alphageneous)元素，因此在焊接坯件的热成型之前的加热期间，铝会延迟熔融区域转变成奥氏体。因此，在这种情况下，在压制硬化之后不可能获得具有完全淬火结构的焊接接头，并且因此，由此获得的焊接接头的硬度和拉伸强度比板本身低。

为了解决这个问题，提出了在焊接之前通过激光烧蚀除去焊缝区域中的预涂层。

然而，这种激光烧蚀引起附加成本。

因此，还期望得到预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层的钢板，所述钢板可以在不除去所有预涂层的情况下被激光焊接至另一个板，同时保证压制成型之后整个压制硬化的激光焊接钢部件中的高机械特性，特别是激光焊缝中的高机械特性。

还期望得到在热压成型之后可容易焊接(特别是通过电阻点焊)的压制硬化部件。

实际上，与电阻点焊相关的热循环引起从室温高至钢液相线范围内的温度梯度。在Ac1至Ac3范围内的温度下加热可能导致压制硬化部件的热影响区(即，压制硬化部件的未熔融且其显微组织和特性因焊接而改变的区域)中的显微组织的软化。当这种软化过于显著时，外部施加的应力可能集中在软化区，因此由于应变集中而导致过早失效。

因此，期望得到具有高延性并且优选在热影响区中没有显著软化的电阻点焊接头。

为此，本发明涉及用于制造压制硬化钢部件的钢板，该钢板的组成以重量百分比计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

根据一个实施方案，钢板在其两个主面中的每一个上包括金属预涂层。

例如，金属预涂层为铝、基于铝的合金或铝合金预涂层。

根据另一个实例，金属预涂层是锌铝、基于锌的合金或锌合金预涂层。

优选地，钢板在两个主表面中的每一个的表面上在金属预涂层的下方包括脱碳区域，该脱碳区域的深度p_50％为6微米至30微米，p_50％为碳含量等于钢组成中C含量的50％处的深度，并且其中退火钢板在所述主表面和所述金属预涂层之间的界面处不包含铁氧化物的层。

根据一个实施方案，钢板是未退火钢板，该钢板的显微组织以表面分数计由以下组成：

5％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

特别地，钢板是例如具有高于或等于60J/cm²的比夏比能量(specific Charpyenergy)KCv的热轧钢板。

根据另一个实施方案，钢板是退火钢板，该退火钢板的显微组织以表面分数计由以下组成：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

优选地，钢的组成为使得Al≥0.3％，

钢板的厚度通常为0.7mm至5mm。

根据一个实施方案，锰含量低于4.0％。

Mo含量优选为至少0.05％。

在一个实施方案中，B含量低于或等于0.0015％。

在一个实施方案中，组成为使得Al≥0.15％且Ti≤3.42*N。

在另一个实施方案中，组成为使得Al<0.15％且Ti≥3.42*N。在该实施方案中，组成优选为使得Ti<8×N。

优选地，Nb含量高于或等于0.010％。

优选地，氮含量低于0.007％。

本发明还涉及用于生产用于制造压制硬化钢部件的钢板的方法，所述方法包括以下顺序的步骤：

-提供钢半成品，所述钢半成品的组成以重量百分比计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

-对所述钢半成品进行热轧以获得经热轧的钢板，

-在低于550℃的卷取温度T_卷取下卷取所述经热轧的钢板以获得经卷取的钢板，

-任选地对经卷取的钢板进行冷轧。

例如，在进行冷轧时，以30％至80％的冷轧率对经卷取的钢板进行冷轧。

优选地，在卷取之后且在冷轧之前，将经卷取的钢板在550℃至700℃的分批退火温度T_HBA下分批退火，使经卷取的钢板在所述分批退火温度 T_HBA下保持1小时至20小时的分批退火时间t_HBA。

优选地，所述方法还包括以下步骤：在高于或等于650℃的退火温度 T_A下对经卷取的和任选地经冷轧的钢板进行退火，退火步骤包括将经卷取的和任选地经冷轧的钢板加热至退火温度T_A，并且使经卷取的和任选地经冷轧的钢板在退火温度T_A下保持30秒至600秒的退火时间t_A。

在一个实施方案中，退火温度T_A低于Ae3。

在另一个实施方案中，退火温度T_A高于或等于Ae3。

根据一个实施方案，在退火温度T_A下的保持之后，通过在浴中热浸涂，然后冷却至室温来用金属或金属合金预涂覆钢板。

例如，用锌、基于锌的合金或锌合金预涂覆钢板。

在另一个实例中，用铝、基于铝的合金或铝合金预涂覆钢板。

优选地，将钢板在所述退火温度T_A下退火以在退火完成时在6微米至30微米的深度p_50％上获得退火钢板的表面的脱碳，并且获得其表面上没有铁氧化物层的退火钢板，其中p_50％是碳含量等于组成中的C含量的 50％处的深度。

通常，钢板的厚度为0.7mm至5mm。

优选地，钢的组成为使得Al≥0.3％，

根据一个实施方案，锰含量低于4.0％。

Mo含量优选为至少0.05％。

在一个实施方案中，B含量低于或等于0.0015％。

在一个实施方案中，组成为使得Al≥0.15％且Ti≤3.42*N。

在另一个实施方案中，组成为使得Al<0.15％且Ti≥3.42*N。在该实施方案中，组成优选为使得Ti<8×N。

优选地，Nb含量高于或等于0.010％。

优选地，氮含量低于0.007％。

本发明还涉及压制硬化钢部件，所述压制硬化钢部件由具有包含以重量百分比计的以下组成的钢制成：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

其中在所述压制硬化钢部件的大部分中，显微组织以表面分数计由以下组成：

至少50％的配分马氏体，

小于30％的铁素体，

至少2％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，以及

至多5％的新鲜马氏体，

残余奥氏体的平均C含量为至少0.5％。

通常，残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

优选地，钢的组成为使得Al≥0.3％，

根据一个实施方案，压制硬化钢部件涂覆有金属涂层。

例如，所述金属涂层为基于锌的合金或锌合金涂层。

在另一个实例中，所述金属涂层是基于铝的合金或铝合金涂层。

压制硬化钢部件通常具有至少1000MPa的屈服强度、1300MPa至 1600MPa的拉伸强度、高于0.50的在平面应变条件下的断裂应变和高于 60°的弯曲角度。

根据一个实施方案，压制硬化钢部件包括等效变形ε_b高于0.15的至少一个第一热变形区、和至少一个第二区，所述第二区在压制硬化中已经历与第一热变形区相同的冷却循环，其中等效变形ε_b小于0.05。

通常，所述第二区与所述第一热变形区之间的硬度差大于15HV1。

通常，与所述第二区中的平均马氏体板条宽度相比，所述第一热变形区中的平均马氏体板条宽度减小超过15％。

优选地，宽度低于0.8μm的马氏体板条的比例在高度变形区中比在较小变形区中高至少35％。

通常，压制硬化钢部件的厚度为0.7mm至5mm。

根据一个实施方案，锰含量低于4.0％。

Mo含量优选为至少0.05％。

在一个实施方案中，B含量低于或等于0.0015％。

在一个实施方案中，组成为使得Al≥0.15％且Ti≤3.42*N。

在另一个实施方案中，组成为使得Al<0.15％且Ti≥3.42*N。在该实施方案中，组成优选为使得Ti<8×N。

优选地，Nb含量高于或等于0.010％。

优选地，氮含量低于0.007％。

本发明还涉及用于制造压制硬化钢部件的方法，所述方法包括以下顺序的步骤：

-提供根据本发明的钢板或通过根据本发明的方法生产的钢板，

-将所述钢板切割成预定形状，以获得钢坯，

-将所述钢坯加热到800℃至950℃的温度T_m，并且将钢坯在所述温度T_m下保持60秒至600秒的保持时间t_m，以获得具有包含70％至100％的奥氏体的组织的经加热的钢坯，

-将经加热的坯件转移至压型机，

-使经加热的坯件在压型机中热成型以获得成型部件，

-将成型部件冷却到室温至Ms-100℃的冷却停止温度T_C，

-将成型部件从冷却停止温度T_C再加热到350℃至550℃的后处理温度T_PT，并将成型部件在所述后处理温度T_PT下保持10秒至600秒的保持时间t_PT，

-将成型部件冷却至室温以获得压制硬化钢部件。

通常，压制硬化钢部件的厚度为0.7mm至5mm。

本发明还涉及用于制造压制硬化的激光焊接钢部件的激光焊接钢坯，该激光焊接钢坯包括：

-通过切割根据本发明的钢板生产的第一钢坯，所述第一钢坯在其两个主面中的每一个上包括金属预涂层，金属预涂层是铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，

-具有包含0.065％至0.38％的碳的组成的第二钢坯，所述第二钢坯预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，和

-将第一坯件接合至第二钢坯的激光焊缝

其中第一钢坯和第二钢坯的铝、基于铝的合金或铝合金预涂层覆盖第一钢坯和第二钢坯的至少一侧上的激光焊缝的紧邻区域。

在另一个实施方案中，第二钢坯由化学组成以重量百分比计包含以下的钢制成：0.04％≤C≤0.38％，0.05％≤Mn≤4.2％，0.001％≤Si≤1.5％， 0.005％≤Al≤0.9％，0.001％≤Cr≤2％，Mo≤0.65％，Ni≤2％，0.001％≤Ti≤0.2％， Nb≤0.1％，B≤0.010％，0.0005％≤N≤0.010％，0.0001％≤S≤0.05％， 0.0001％≤P≤0.1％，W≤0.30％，Ca≤0.006％，剩余部分为铁和不可避免的杂质。

优选地，第二钢坯的组成为使得C≥0.065％。

本发明还涉及用于制造激光焊接钢坯的方法，所述方法包括：

-提供根据本发明的第一钢板，所述第一钢板在其两个主面中的每一个上包括金属预涂层，金属预涂层是铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，

-将第一钢板切割成预定形状，以获得第一钢坯，

-提供具有包含0.065％至0.38％的碳的组成的第二钢坯，所述第二钢坯预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，

-在不除去第一钢坯和第二钢坯的至少一侧上的所有预涂层的情况下，将第一钢坯激光焊接至第二钢坯以获得激光焊接钢坯。

在另一个实施方案中，第二钢坯由化学组成以重量百分比计包含以下的钢制成：0.04％≤C≤0.38％，0.05％≤Mn≤4.2％，0.001％≤Si≤1.5％， 0.005％≤Al≤0.9％，0.001％≤Cr≤2％，Mo≤0.65％，Ni≤2％，0.001％≤Ti≤0.2％， Nb≤0.1％，B≤0.010％，0.0005％≤N≤0.010％，0.0001％≤S≤0.05％， 0.0001％≤P≤0.1％，W≤0.30％，Ca≤0.006％，剩余部分为铁和不可避免的杂质。优选地，第二钢坯的组成为使得C≥0.065％。

本发明还涉及压制硬化的激光焊接钢部件，其包括第一压制硬化钢部件、第二压制硬化钢部件和将第一压制硬化钢部件接合至第二压制硬化钢部件的压制硬化的激光焊缝，

其中第一压制硬化钢部件是根据本发明的部件，该部件涂覆有金属涂层，所述金属涂层是基于铝的合金或铝合金涂层，第二压制硬化钢部件具有包含0.04％至0.38％的碳的组成，所述第二压制硬化钢部件涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金涂层，所述压制硬化的激光焊缝具有包含至多15％的铁素体的组织，其中在第一压制硬化钢部件和第二压制硬化钢部件的至少一侧上，第一压制硬化钢部件和第二压制硬化钢部件的热影响区中的涂层的厚度与其余部分中的涂层的厚度相同。

优选地，第二压制硬化钢部件具有包含0.065％至0.38％的碳的组成。

在另一个实施方案中，第二压制硬化钢部件由化学组成以重量百分比计包含以下的钢制成：0.04％≤C≤0.38％，0.05％≤Mn≤4.2％， 0.001％≤Si≤1.5％，0.005％≤Al≤0.9％，0.001％≤Cr≤2％，Mo≤0.65％，Ni≤2％， 0.001％≤Ti≤0.2％，Nb≤0.1％，B≤0.010％，0.0005％≤N≤0.010％， 0.0001％≤S≤0.05％，0.0001％≤P≤0.1％，W≤0.30％，Ca≤0.006％，剩余部分为铁和不可避免的杂质。优选地，C含量为至少0.065％。

本发明还涉及用于制造压制硬化的激光焊接钢部件的方法，所述方法包括以下顺序的步骤：

-提供根据本发明的激光焊接钢坯或通过根据本发明的方法生产的激光焊接钢坯，

-将激光焊接钢坯加热到800℃至950℃的温度T_m，并且将激光焊接钢坯在所述温度T_m下保持60秒至600秒的保持时间t_m，以获得具有包含 70％至100％的奥氏体的组织的经加热的激光焊接钢坯，

-将经加热的激光焊接钢坯转移至压型机，

-使经加热的激光焊接坯件在压型机中热成型以获得成型的激光焊接部件，

-将成型的激光焊接部件冷却到室温至Ms-100℃的冷却停止温度T_C，

-将成型的激光焊接部件从冷却停止温度T_C再加热到350℃至550℃的后处理温度T_PT，并将成型的激光焊接部件在所述后处理温度T_PT下保持10秒至600秒的保持时间t_PT，

-将成型的激光焊接部件冷却至室温以获得压制硬化的激光焊接钢部件。

本发明还涉及至少第一钢部件和第二钢部件的电阻点焊缝，其中第一钢部件是根据本发明的压制硬化钢部件，所述电阻点焊缝具有至少50 daN/mm²的α值和至少0.70的插入比(plug ratio)。

例如，第二钢部件也是根据本发明的压制硬化钢部件。

优选地，第一钢部件具有使得Al≥0.3％的组成，并且第一钢部件的基础钢的维氏硬度与热影响区中的最小维氏硬度值之间的差小于第一压制硬化钢部件的基础钢的维氏硬度的25％。

本发明还涉及焊接组件，其包括通过电阻点焊而焊接在一起的第一钢部件和第二钢部件，焊接组件包括将第一钢部件接合至第二钢部件的至少一个电阻点焊缝，其中第一钢部件是根据本发明的压制硬化钢部件，第二钢部件由化学组成以重量百分比计包含以下的钢制成：0.04％≤C≤0.38％，0.05％≤Mn≤4.2％，0.001％≤Si≤1.5％，0.005％≤Al≤0.9％，0.001％≤Cr≤2％， Mo≤0.65％，Ni≤2％，0.001％≤Ti≤0.2％，Nb≤0.1％，B≤0.010％， 0.0005％≤N≤0.010％，0.0001％≤S≤0.05％，0.0001％≤P≤0.1％，W≤0.30％， Ca≤0.006％，剩余部分为铁和不可避免的杂质，所述电阻点焊缝或每个电阻点焊缝具有至少50daN/mm²的α值和至少0.70的插入比。

优选地，第二钢部件具有使得C≥0.065％的组成。

优选地，第一钢部件具有使得Al≥0.3％的组成，并且第一钢部件的基础钢的维氏硬度与热影响区中的最小维氏硬度值之间的差小于第一压制硬化部件的基础钢的维氏硬度的25％。

第二钢部件具有例如根据本发明的组成。

例如，第二钢部件具有使得Al≥0.3％的组成。

通常，第二钢部件是压制硬化钢部件。

本发明还涉及包括通过电阻点焊而焊接在一起的第一钢部件和第二钢部件的焊接组件，该焊接组件包括将第一钢部件接合至第二钢部件的至少一个电阻点焊缝，其中第一钢部件是根据本发明的压制硬化钢部件，并且第二钢部件是拉伸强度不高于2100MPa的压制硬化部件或者冷冲压钢部件或冷成型钢部件。

优选地，第二钢部件的C含量不高于0.38％并且Mn含量不高于4.2％。

本发明还涉及根据任何本发明的压制硬化钢部件或通过根据本发明的方法生产的压制硬化钢部件用于制造机动车辆的防侵入部件或能量吸收部件的用途。

现在将更详细地描述本发明，但不考虑附图的限制，附图示出了根据本发明的压制硬化部件的显微组织。

钢部件和压制硬化钢部件由具有特定组成的钢制造，元素以重量百分比表示：

-0.15％≤C≤0.22％：碳含量必须不低于0.15％以在压制硬化之后获得令人满意的屈服强度和拉伸强度。然而，当碳含量超过0.22％时，可弯曲性和焊缝韧性降低。

-3.5％≤Mn≤4.2％：锰含量必须为至少3.5％以具有足够的淬透性，从而在压制硬化之后获得具有足够马氏体分数的组织。此外，Mn低于3.5％，在焊接时在热影响区中会形成过高的铁素体分数，导致热影响区的硬度不足和该区域中的断裂局部化从而导致低延性。然而，高于4.2％的Mn含量使形成与延性降低相关的具有带型显微组织的偏析的风险增加。此外，高于4.2％的Mn含量将损害可焊接性，特别是降低电阻点焊缝的拉伸特性。

优选地，Mn含量低于4.0％以实现更高的可焊接性。

-0.001％≤Si≤1.5％：硅有助于液体阶段中的钢脱氧并且可能有助于热成型后的硬化。然而，如果Si含量高于1.5％，则钢板在热轧后和/或冷轧前的韧性不足。此外，这样的高Si含量可能导致在制造金属涂覆的钢板时形成阻碍涂层粘附的表面氧化物。考虑到所追求的特性，将Si降低至小于0.001％的极低值将是昂贵且无效的。

-0.020％≤Al≤0.9％：当以不小于0.020％的量添加时，铝在液态下是非常有效的脱氧剂。优选地，Al含量为至少0.3％。特别地，如果压制硬化部件由预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层的钢板获得，则通常在热成型之前进行该预涂层的合金化。在热压成型之前，这种合金化需要 800℃至950℃的加热温度。由于添加了至少0.3％的Al，所以800℃至950℃的加热温度将在加热时产生期望的组织(包含至少70％的奥氏体)，而不会导致过于显著的奥氏体晶粒的粗化。

-0.001％≤Cr≤1％：可以添加铬以延迟碳化物的溶解并且使残余奥氏体稳定。允许最多1％的铬：高于此含量，Cr阻碍早期形成的碳化物的溶解。考虑到所追求的特性，将Cr降低至小于0.001％的极低值将是昂贵且无效的。

-0.001％≤Mo≤0.3％。钼有助于实现良好的可焊接性，增加热轧钢板的韧性并因此改善热轧钢板的可加工性。Mo还减少铸造期间锰的微观偏析。此外，Mo增加压制硬化部件的拉伸强度和弯曲角度。为了获得这些效果， Mo含量优选为至少0.05％。然而，高于0.3％，添加Mo是昂贵的。此外，考虑到所追求的特性，将Mo降低至小于0.001％的极低值将是昂贵且无效的。

-0.0003％≤B≤0.004％：在至少0.0003％的含量时，硼增加压制硬化部件B的拉伸强度和弯曲角度。此外，B增加热轧钢板的韧性，并且因此提高其可加工性。特别地，由于B，钢组成中可以存在高至1.5％的Si，同时保留热轧钢板令人满意的韧性。B还改善压制硬化部件的可焊接性。然而，在本发明中，由于其对淬火性的作用而未添加B，因为通过添加至少 3.5％的Mn实现了足够的淬火性。将B含量限制为0.004％，因为高于该含量，其效果饱和。此外，B含量优选低于或等于0.0015％，以限制在压制成型步骤之前的加热和保持期间硼碳化物的析出。

-0.001％≤Ti≤0.040％：钛在高温下以氮化物的形式析出。因此，可以添加钛以稳定地结合足够量的氮，使得没有氮或仅少量氮可用于与硼结合。因此，硼可用于增加热轧钢板的韧性以及压制硬化部件的可焊接性、拉伸强度和弯曲角度。然而，当钛超过0.040％时，存在的风险是在钢精炼期间钛在液体阶段中析出，从而产生降低压制硬化之后的延性和可弯曲性的粗氮化钛。

当钢组成包含至少0.15％的Al时，添加Ti仅是任选的，因为Al像 Ti一样与氮结合。然而，考虑到所追求的特性，将Ti降低至小于0.001％的极低值将是昂贵且无效的。在该实施方案中，Ti含量例如低于3.42*N。

当钢组成包含小于0.15％的Al时，优选以高于或等于3.42*N的含量添加Ti，其中N表示钢组成中的氮含量。

优选地，Ti含量低于8×N。

-0.001％≤Nb<0.060％。铌可以作为杂质以至少0.001％的含量存在。此外，考虑到所追求的特性，将Nb降低至小于0.001％的极低值将是昂贵且无效的。当进行Nb的主动添加时，其含量优选为至少0.010％。与碳和 /或氮结合的铌形成细的铌碳氮化物Nb(CN)。不小于0.010％的Nb含量使得可以获得这样的析出物，其在紧接在热压成型之前的加热期间使奥氏体粒径细化。这种更细的奥氏体晶粒产生更细的板条组织和提高的延性和韧性。然而，高于0.060％的含量导致热轧板更高的硬度，这使得更加难以进行冷轧。

-0.001％≤N≤0.009％：氮含量在钢精炼期间发生调整。在含量不小于 0.001％时，氮与钛和铌结合形成氮化物和碳氮化物，这限制了紧接在热压成型之前的加热期间奥氏体晶粒的粗化，进而使在热压成型后获得的马氏体板条细化。然而，高于0.009％的N含量降低压制硬化部件的弯曲角度并降低延性。优选地，氮含量低于0.007％。

-0.0005％≤S≤0.003％：高于0.003％，产生降低压制硬化部件的可弯曲性和延性的硫化物。然而，低于0.0005％的S含量需要昂贵的脱硫处理，而没有显著的益处。因此，S含量为至少0.0005％。

-0.001％≤P≤0.020％：当以高于0.020％的量存在时，磷可能在奥氏体晶界处偏析并且降低压制硬化部件的韧性。然而，低于0.001％的P含量需要在液态阶段进行昂贵的处理，而对压制硬化部件的机械特性没有显著的益处。因此，P含量为至少0.001％。

-0.0001％≤Ca≤0.003％：钙可以作为任选的元素添加到钢组成中。当以不小于0.0001％的含量添加时，Ca与硫和氧结合，从而产生不对延性产生不利影响的氧硫化物，如在细长的硫化锰的情况下。此外，这些氧硫化物充当用于(Ti,Nb)(C,N)的精细析出的成核剂。当Ca含量高于0.003％时，该效果饱和。

组成的剩余部分是铁和不可避免的杂质。在这方面，镍、铜和钒被认为是残余元素，它们是不可避免的杂质。因此，它们的含量为至多0.05％ Ni、至多0.03％Cu和至多0.007％V。

根据本发明，压制硬化部件由具有以上组成和特定显微组织的钢板获得。

根据本发明的钢板的厚度为0.7mm至5mm。

根据最终部件的期望厚度，钢板可以是热轧钢板或冷轧钢板。

例如，根据本发明的热轧钢板的厚度为1.5mm至5mm，以及冷轧钢板的厚度为0.7mm至2.5mm。

在一个特定实施方案中，特别是当期望生产具有高重量减轻的压制硬化部件时，本发明的钢板具有不均匀且变化的厚度。板的最厚部分与最薄部分之间的厚度差可以达到最厚部分的厚度的50％。

特别地，具有不均匀厚度的板可以通过连续柔性轧制来生产，即，通过如下过程来生产：其中轧制后获得的板厚度在轧制方向上是可变的，这与在轧制过程期间通过辊施加至板的载荷有关。

此外，根据本发明的钢板可以是退火钢板。特别地，如果通过在浴中热浸涂来涂覆钢板，则钢板是退火钢板，如下面进一步详细公开的。此外，如果钢板是冷轧的，则无论钢板是否进行热浸涂，优选在冷轧之后进行退火。

根据本发明的钢板的显微组织取决于钢板是退火钢板还是在热轧(如果钢板是热轧钢板)后或在冷轧(如果钢板是冷轧钢板)后未经历退火的钢板。

然而，在任何情况下，钢板(即，无论其是退火钢板还是未退火钢板) 都具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

对于“大于60nm的渗碳体颗粒”，必须理解，认为渗碳体颗粒具有高于60nm的较大尺寸。

钢板的显微组织包含1％至20％的奥氏体，所述奥氏体在室温下为残余奥氏体。残余奥氏体中富含锰，残余奥氏体中的平均Mn含量高于或等于1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。锰的这种富集使残余奥氏体稳定。

钢板的显微组织可以包含铁素体，铁素体的表面分数为至多50％。在一个实施方案中，钢板的显微组织不包含铁素体。

钢板的显微组织的补余部分由贝氏体和/或马氏体组成，其相当于显微组织的其余部分。更具体地，该补余部分可以由马氏体组成，或者可以由马氏体和贝氏体组成。

特别地，由于钢组成中高的Mn含量，因此在从高于Ae1的温度冷却时形成马氏体，而不需要高的冷却速率。

钢板的显微组织可以包含渗碳体。然而，具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²。

奥氏体、马氏体和铁素体的表面分数以及具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度通过以下方法确定：从钢板上切割试样，用本身已知的试剂对其进行抛光和蚀刻，以揭示显微组织。随后，通过光学显微镜或扫描电子显微镜检查截面。各个组分(马氏体、铁素体、奥氏体和渗碳体)的表面分数的确定通过本身已知的方法利用图像分析进行。

在第一实施方案中，如果适用的话，钢板是热轧或冷轧钢板，其在热轧或冷轧后未经历退火，即未退火钢板。在该第一实施方案中，钢板未经热浸涂。

在该实施方案中，钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

5％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

在第二实施方案中，钢板是退火钢板，其可以是经热轧和退火的钢板，或者是经冷轧和退火的钢板。该实施方案的退火钢板例如是经预涂覆的钢板，或未经涂覆的。

在该第二实施方案中，钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

在该实施方案中，根据退火条件，组织可以不包含铁素体，如下面进一步详细说明的。

上述钢板可以未经涂覆或任选地经金属预涂层预涂覆。金属预涂层可以为铝、基于铝的合金或铝合金。金属预涂层还可以为锌、基于锌的合金或锌合金。

在下文中，基于铝(或锌)的合金是其中Al(或Zn)是预涂层的以重量百分比计的主要元素的合金，并且铝(或锌)合金是其中Al(或Zn) 以重量计的含量在预涂层中高于50％的合金。

如果钢板是经预涂覆的，则其优选在其两个主表面中的每一个的表面上在预涂层下方具有脱碳区域，该脱碳区域的深度p_50％为6微米至30微米，p_50％为碳含量等于钢组成中C含量的50％处的深度。

此外，钢板优选在主表面与金属预涂层之间的界面处不包括铁氧化物的层。

现在描述根据本发明的压制硬化钢部件的显微组织。

该显微组织描述适用于压制硬化钢部件的大部分，这意指该显微组织存在于压制硬化钢部件的至少95％的体积中以实现期望的机械特性。如下将说明的，由于部件可以在压制硬化之前进行焊接的事实(即，焊缝显微组织可能不同于压制硬化部件的本体)，或者由于可能由压制成型步骤中更强烈的局部变形导致的显微组织变化，显微组织在部件的一些区域中可能局部不同，但是这占该部件的体积的小于5％。

因此，压制硬化部件的大部分具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

-至少50％的配分马氏体，

-小于30％的铁素体，

-至少2％的残余奥氏体，

-渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

-至多5％的新鲜马氏体，

残余奥氏体的平均C含量为至少0.5％。

这些表面分数和密度通过以下方法确定：从压制硬化部件上切割试样，用本身已知的试剂对其进行抛光和蚀刻，以揭示显微组织。随后，通过光学显微镜或扫描电子显微镜检查截面。各个组分(配分马氏体、新鲜马氏体、铁素体和奥氏体)的表面分数的确定和具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度的确定通过本身已知的方法利用图像分析进行。残余奥氏体分数例如通过X射线衍射(XRD)确定。

配分马氏体作为细长的板条存在，在原始奥氏体晶粒内取向。在热成型之后冷却至低于Ms转变温度，随后加热并保持在350℃至550℃的后处理温度T_PT下时，产生配分马氏体。

配分马氏体的平均C含量严格低于钢的标称C含量。这种低的C含量是由于在350℃至550℃的后处理温度T_PT下的保持期间，C从淬火至低于钢的Ms温度时产生的马氏体中分配至奥氏体。

组织中可以存在新鲜马氏体。特别地，当将成型部件从后处理温度 T_PT冷却至室温时，可以形成新鲜马氏体。然而，由于具有C且通常具有 Mn的奥氏体的高稳定化，冷却时形成的新鲜马氏体的表面分数仍低于 5％。

在通过扫描电子显微术(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察到的经本身已知的试剂(例如Nital试剂)抛光和蚀刻的截面上，可以将配分马氏体与新鲜马氏体区分开。

压制硬化钢部件的显微组织包含至少2％的奥氏体(其在室温下为残余奥氏体)。残余奥氏体富含碳，这种富集是由于在350℃至550℃的后处理温度T_PT下的保持期间碳从在低于Ms下产生的马氏体中分配至奥氏体。

特别地，残余奥氏体的平均C含量为至少0.5％。C的这种富集使奥氏体稳定。

残余奥氏体中的C含量例如如下确定：通过X射线衍射(XRD)分析利用Rietveld精修(Rietveld,H.,“A profile refinement method for nuclear and magneticstructures”,Journal of applied Crystallography,2(2),65-71, 1969)确定残余奥氏体分数和晶格参数。然后通过使用Dyson和Holmes 公式(D.J.Dyson,and B.Holmes:“Effect of alloying additions on the lattice parameter austenite”,Journal ofthe Iron and Steel Institute,1970,208, 469–474)确定残余奥氏体中的C含量。

残余奥氏体通常也富含锰，并通过该元素而稳定。

特别地，残余奥氏体的平均Mn含量通常高于或等于1.1*Mn％，其中 Mn表示钢组成中的Mn含量。

当以至少2％的表面分数存在时，残余奥氏体有助于增加延性，尤其是弯曲角度和断裂应变。

部件的显微组织还可以包含铁素体。然而，该软的延性组分无法实现高的拉伸强度。因此，由于本发明的一个目的是制造拉伸强度为1300MPa 至1600MPa的压制硬化部件，铁素体的表面分数必须不高于30％，否则无法获得期望的强度。

优选地，铁素体晶粒(如果有的话)的平均尺寸为至多1.5μm。该平均铁素体晶粒尺寸有助于实现至少1000MPa的屈服强度。

当压制硬化部件必须具有高的可弯曲性特性时，已经发现为此应优选地控制氮化钛的平均尺寸。TiN的平均尺寸可以通过利用扫描电子显微镜或透射电子显微镜观察进行观察来确定。更具体地，已经确定，应优选地限制在压制硬化部件表面附近的外部区(其是在弯曲期间最应变的区域) 中的TiN的平均尺寸。这些区域为部件的四分之一厚度至部件的最靠近表面。如果TiN的平均尺寸不小于2微米，则在矩形形状的氮化钛与基体之间的边界处引发损坏，并且弯曲角度可以小于60°。

在这些外部区中，还存在因细长硫化物的存在而引起损坏开始的风险：当硫含量足够高以主要与锰结合时，这些组分可以以粗析出物的形式存在。由于它们的塑性在升高的温度下高，故它们通过热轧和在压制硬化中的热变形期间容易伸长。因此，当在外部区(即从四分之一厚度至最靠近表面)中硫化物的平均长度高于120微米时，由于在这些硫化物上的延性引发(ductile initiation)，断裂应变可以小于0.50。

该压制硬化部件可以未经涂覆或任选地经涂覆。涂层可以是基于铝的合金或铝合金。涂层还可以是基于锌的合金或锌合金。

在一个特定实施方案中，本发明的压制硬化钢部件具有不均匀且变化的厚度。部件的最厚部分与部件的最薄部分之间的厚度差可以达到最厚部分的厚度的50％。

因此，可以在最承受外部应力的区域中实现期望的机械抗性水平，并且可以在压制硬化部件的其他区域中节省重量，因此有助于减小车辆重量。特别地，具有不均匀厚度的部件可以由通过连续柔性轧制制造的具有可变厚度的板制成。因此，在本发明的条件下，可以有利地制造具有变化厚度的车辆部件，例如前纵梁和后纵梁、座位横向构件、通道拱(tunnel arch)、柱、前围挡板(dash panel)横向构件或门框。

这样的具有变化厚度的压制硬化部件特别地由根据本发明的具有变化厚度的钢板生产。

现在将说明用于制造钢板和压制硬化部件的方法。

提供具有上述钢组成的能够被进一步热轧的扁铸坯或铸锭形式的半成品。该半成品的厚度通常为50mm至250mm。

将该半成品加热至优选1200℃至1300℃的温度，进行热轧以获得热轧钢板，并在温度T_卷取下卷取。

卷取温度T_卷取必须不高于550℃，否则发生过于显著的铌碳氮化物析出，这引起硬化并增加进一步的冷轧步骤的难度。当T_卷取不超过550℃时，至少50％的游离铌保留在钢板中。此外，将卷取温度限制为550℃以限制内部的选择性氧化。

卷取温度优选为至少20℃，还优选至少350℃。

在卷取期间，锰分配至奥氏体，从而使奥氏体富集并稳定。

在该阶段，热轧钢板的厚度可以在1.5mm至5mm的典型范围内。

由此获得的热轧钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

5％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

在该阶段，热轧钢板具有非常高的夏比能量，通常为在25℃下高于 60J/cm²。

对于期望的最终厚度在该范围内的应用，热轧钢板可以如下所述原样用于制造压制硬化部件，或者如果要制造经涂覆的压制硬化部件，则利用下述方法对其进行退火和涂覆。

对于期望较低厚度(特别是在0.7mm至2.5mm范围内)的应用，将热轧钢板在通常条件下酸洗并进一步冷轧。

为了在进一步的退火期间获得高分数的再结晶，冷轧率通常为30％至 80％。

冷轧率以以下方式限定：如果t₀表示冷轧前的钢板厚度，且t_f表示冷轧后的钢板厚度，则轧制率为：(t₀-t_f)/t₀。

在此阶段，即刚刚冷轧之后，冷轧钢板的显微组织以表面分数计由以下组成：

5％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

优选地，在热轧之后且在冷轧之前，将热轧钢板分批退火以降低热轧钢板的硬度并因此改善其冷轧性并降低在进一步冷轧期间边缘开裂的风险。

例如，将热轧钢板在550℃至700℃的分批退火温度T_HBA下分批退火，并在该温度下保持1小时至20小时的分批退火时间t_HBA。

在热轧(如果要生产经热轧和预涂覆的钢板)之后，或者在冷轧之后，然后任选地将轧制钢板(即热轧或冷轧钢板)退火。

如果轧制钢板为冷轧钢板，则优选在冷轧之后进行退火。实际上，在这样的情况下进行退火以实现晶粒的再结晶。特别地，由于该再结晶，退火后的钢板的平整度特别好，使得可以生产可以通过激光焊接进行焊接的钢板或坯件。实际上，激光焊接要求具有严格的平整度公差的坯件，否则可能在焊接时由于间隙而出现几何缺陷。

如果轧制钢板是热轧钢板，则不需要这样的再结晶，并且如下所述将热轧钢板切割以产生坯件并使其热成型而不进行任何退火。

然而，如果期望生产通过在浴中热浸而涂覆的热轧或冷轧钢板，则热轧或冷轧钢板在任何情况下都要在卷取后在制备涂层时进行退火。

换句话说，如果要生产未涂覆的热轧或冷轧钢板，则任选地进行退火。

相反，如果要生产热浸涂钢板，则在任何情况下都进行退火，无论钢板是热轧的还是冷轧的。

在任何情况下(即，无论板是热轧板还是冷轧板)，退火如下进行：将钢板加热至高于或等于650℃的退火温度T_A，将钢板在退火温度T_A下保持30秒至600秒的退火时间t_A，然后使钢板冷却以获得具有以表面分数计由以下组成的组织的退火钢板：

-小于50％的铁素体，

-1％至20％的残余奥氏体，残余奥氏体的平均Mn含量高于或等于1.1*Mn％，

-渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由马氏体组成的补余部分。

可以将钢板直接从退火温度T_A冷却至室温，或者可以在冷却期间使其经历回火处理和/或在浴中的热浸涂，如在下面进一步详细说明的。

根据一个实施方案，钢板通常是冷轧钢板，退火温度T_A高于Ae3，以实现完全的再结晶。Ae3表示平衡转变温度，高于此温度，奥氏体是完全稳定的。

在该实施方案中，钢板的组织在冷却至室温之后不包含铁素体，但是包含高分数的新鲜马氏体，具有高硬度。

因此，在该实施方案中，优选在退火后使钢板经历回火处理以便于板的进一步切割从而获得坯件。

回火处理例如在退火温度T_A下的保持之后并且在任选的热浸涂之前进行。

例如，该回火处理如下进行：在保持退火时间t_A之后将钢板从退火温度T_A冷却到室温至Ms-100℃的温度，然后将钢板再加热到350℃至550℃的回火温度Tt并且在该温度下保持10秒至600秒的时间。Ms表示冷却时开始向马氏体转变时的温度。

在回火温度Tt下的保持之后，然后将钢板冷却至室温，或者在浴中进行热浸涂然后冷却至室温，如下面进一步详细描述的。

在另一个实施方案中，钢板是热轧或冷轧钢板，退火温度T_A为650℃至Ae3，Ae3表示平衡转变温度，高于此温度，奥氏体是完全稳定的。本领域技术人员知晓如何通过热力学计算或通过涉及加热和等温保持的测试来确定Ae3。

在该实施方案中，在退火温度T_A下以及在退火温度下的保持之后的钢板的组织不完全是奥氏体而是包含铁素体。

在保持在退火温度T_A下期间，完成锰向奥氏体的分配。

在该实施方案中，在退火温度T_A下的保持之后，例如立即将钢板冷却至室温，或者将其热浸涂然后冷却至室温，如下面进一步详细公开的。

实际上，退火温度T_A低于Ae3，由此获得的退火钢板具有包含铁素体的组织，使得退火钢板在冷却至室温后可以更容易地切割以生产坯件。

然而，如果需要，根据板的硬度，可以进行以上公开的回火处理以便于板的进一步切割从而获得坯件。

在无论高于或低于Ae3的退火温度T_A下的保持和任选的回火处理之后，所述方法的进一步步骤取决于要制造的板的类型：

-如果要生产未经涂覆的钢板，则将钢板从退火温度T_A或从回火温度Tt冷却至室温，

-如果要生产经预涂覆的钢板，则将退火钢板从退火温度T_A冷却至预涂覆温度T_pc，或者如果适用的话(即，如果回火温度不等于期望的预涂覆温度)，从回火温度Tt引至预涂覆温度T_pc，然后通过在浴中的连续热浸涂用金属预涂层进行预涂覆，然后冷却至室温。

预涂覆温度T_pc接近预涂覆浴的温度T_bm，以防止浴的热破坏。为此，预涂覆温度T_pc优选为T_bm-10℃至T_bm+50℃。

如果期望的预涂层为铝、基于铝的合金或铝合金，则将钢板在约650℃至680℃的温度下的浴中连续热浸涂，确切的温度取决于基于铝的合金或铝合金的组成。优选的预涂层为Al-Si，其通过将板在包含以下的浴中热浸来获得：以重量计，5％至11％的Si、2％至4％的Fe、任选地0.0015％至0.0030％的Ca，剩余部分为Al和杂质。

其后，将钢板冷却至室温。作为一种选择，可以对这种经Al、基于 Al的或Al合金预涂覆的板在选定温度下和时间期间进行进一步的热处理以获得包含至少一个金属间层的预涂层，该金属间层包含Al和铁以及任选的硅，并且既不含游离Al，也不含Fe₃Si₂Al₁₂型的τ5相或Fe₂Si₂Al₉型的τ6相。

如果期望的预涂层为锌、基于锌的合金或锌合金，则将钢板在约460℃的温度下的浴中热浸涂，确切的温度取决于基于锌的合金或锌合金的组成。预涂覆可以为连续热浸镀锌或镀锌层扩散退火处理，即，包括紧接在热浸镀锌之后在约450℃至520℃下的热处理以获得包含7％至11％Fe的预涂层。通过镀锌获得的预涂层通常包含0.25％至0.70％Al、0.01％至0.1％ Fe，余量为锌和由加工产生的不可避免的杂质。通过镀锌层扩散退火处理获得的预涂层通常包含0.15％至0.4％Al、6％至15％Fe，余量为锌和由加工产生的不可避免的杂质。

预涂层可以是包含1％至15％Al、0.5％至5％Mg、0.01％至0.1％Fe 的锌-铝-镁合金，余量为锌和由加工产生的不可避免的杂质。预涂层也可以是包含4％至6％Al、0.01％至0.1％Fe的合金，余量为锌和由加工产生的不可避免的杂质。

预涂层也可以是包含40％至45％Zn、3％至10％Fe和1％至3％Si的铝-锌合金，余量为铝和由加工产生的不可避免的杂质。

作为一种选择，金属预涂覆过程可以包括沉积两个层，使得金属预涂层由以下构成：铝、基于铝的合金或铝合金的层，顶部为锌、基于锌的合金或锌合金的层。该层例如通过电沉积或真空沉积来沉积：PVD(物理气相沉积)和/或CVD(化学气相沉积)。

由此获得的退火钢板(可以是热轧或冷轧的，并且可以是经涂覆或未经涂覆的)具有由以下组成的组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由马氏体组成的补余部分，

残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

在一个实施方案中，退火温度TA高于Ae3，组织不包含铁素体。

此外，如果要生产预涂覆钢板，则优选进行退火以在退火完成时在6 微米至30微米的深度p_50％上获得钢板的表面的脱碳，p_50％是碳含量等于钢组成中C含量的50％处的深度。

为此，在连续退火或连续热浸涂线内在加热和保持期间的退火气氛例如在以下范围内：

·2体积％至10体积％的H₂，剩余部分为N₂和不可避免的杂质，其中露点为-15℃至+60℃。

脱碳也可以通过在退火气氛中提供过量的O₂来获得。

这可以通过以下任一者来确保：

-通过在加热和保持期间分区，或通过向加热段和均热段的一部分提供以下气氛：所述气氛包含0.05体积％至6体积％的O₂，剩余部分为N₂和不可避免的杂质，其中露点为-60℃至+60℃，

-或者通过在加热步骤期间在直接火焰炉中通过，其中气氛是空气与天然气或燃料的混合物燃烧的结果，其中空气与天然气的比率为1至1.2，

-或者通过在加热段和/或保持段内或者在加热段或保持段的一部分内提供与以上给出的O₂含量相当的O₂含量的任何其他方法。

现在将描述用于由根据本发明的钢板制造压制硬化部件的方法。

如上所述，根据本发明的钢板可以是未退火的热轧钢板，经热轧、退火和预涂覆的钢板，未退火的冷轧钢板，经冷轧和退火的钢板，或经冷轧、退火和预涂覆的钢板。

首先，将钢板切割成预定形状以获得平坦的坯件，该坯件的几何形状与预期部件的最终几何形状具有限定的关系。

任选地，在坯件的加热和热压成型之前，使坯件冷成型以获得预变形的坯件。这种意在使坯件或多或少地接近预期部件的最终几何形状的冷预变形使得可以减少接下来的热成型步骤中的变形量。

然后，将平坦或冷预变形的坯件加热到800℃至950℃的温度Tm。加热在加热装置例如加热炉中进行。加热方式不受限制，并且可以为基于辐射的、基于感应的或基于电阻的。将加热的坯件在温度Tm下保持60秒至600秒的时间tm。这些温度-时间范围使得可以在保持在温度Tm下结束时获得包含70％至100％的奥氏体和至多30％的铁素体的组织。

如果温度Tm低于800℃，则压制硬化部件的最终组织包含过高分数的铁素体，特别是高于30％，从而不能实现至少1300MPa的拉伸强度TS。在温度Tm下低于60秒的保持时间tm也可能导致最终部件中过高分数的铁素体，并且导致拉伸强度低于1300MPa。

如果温度Tm高于950℃和/或保持时间tm长于600秒，则加热和保持步骤可能导致加热时奥氏体晶粒过于显著的粗化，从而导致最终部件的拉伸强度和屈服强度降低。

此外，如果坯件经预涂覆，则这种加热和保持引起预涂层与钢基材的相互扩散。术语“预涂层”用于表示加热之前的合金，并且“涂层”表示紧接在热冲压之前的加热期间形成的合金层。由于最终涂层的厚度大于预涂层的厚度，因此炉中的热处理使预涂层的性质及其几何形状改变。通过合金化产生的涂层保护下面的钢免受氧化和另外的脱碳并且适用于随后的热成型，特别是在冲压机中。合金化发生在涂层的整个厚度上。根据预涂层的组成，通过在该合金层和/或固溶体形式的合金中的相互扩散产生一个或更多个金属间相。涂层中的铁富集导致其熔点快速升高。产生的涂层还具有以下优点：其是粘着的并且适用于随后的潜在热成型操作和快速冷却。因此，在加热期间，通过相互扩散暂时或最终产生金属间相，这使得可以促进在热压机中的进一步变形并防止钢表面的脱碳和氧化。

在加热和保持步骤之后，从加热装置中取出经加热的坯件。将经加热的坯件转移至压型机中。

由于钢的高淬火性，在该转移期间不发生奥氏体向多边形铁素体的转变，因此不必将转移持续时间Dt限制为低值以避免这样的转变。当然，在任何情况下都必须限制转移持续时间Dt以避免坯件的温度降低至低于期望的热成型温度。热成型温度通常为至少450℃。

其后，使经加热的坯件在压型机中热成型，以获得成型部件。在成型步骤期间，由于最终部件和成型工具的几何形状，变形的方式和量在各个地方相互不同。例如，一些区域可能处于扩展状态，而另一些在限制下变形。无论变形方式如何，在压制硬化部件中的各个位置处的等效变形ε_b可以定义为

其中ε₁和ε₂是主变形。因此，ε_b表示在压制硬化部件的各个区域中由热成型过程引入的应变量。

例如，压制硬化钢部件包括等效变形ε_b高于0.15的至少一个第一热变形区、和至少一个第二区，所述第二区在压制硬化中已经历与第一热变形区相同的冷却循环，其中等效变形ε_b小于0.05。

然后，将部件保持在压型机的工具内以确保合适的冷却速率并避免由于收缩和相变而造成的部件畸变。

部件主要由通过与工具的热传递进行的传导来冷却。工具可以包括冷却剂循环以提高冷却速率，或者可以包括加热盒以降低冷却速率。因此，冷却速率可以通过实施这样的手段来调整。然而，由于钢的高淬火性，不必将冷却速率调整至高值以在冷却至低于Ms时实现奥氏体向马氏体的转变。

为了获得根据本发明的压制硬化部件，将成型部件冷却至低于Ms-100℃的冷却停止温度T_C，从而获得奥氏体向马氏体的部分转变。

在一个实施方案中，冷却停止温度T_C为室温，例如20℃至30℃。

然后将成型部件从冷却停止温度T_C再加热到350℃至550℃的后处理温度T_PT，并在后处理温度T_PT下保持10秒至600秒的保持时间t_PT，例如 10秒至120秒。

后处理温度T_PT优选为350℃至450℃。

在该保持步骤期间，碳从马氏体分配至奥氏体，从而使奥氏体富集和稳定并且发生马氏体的回火。

然后将成型部件从后处理温度T_PT冷却至室温，以获得压制硬化钢部件。

冷却例如在空气中进行。在该冷却期间，部分奥氏体可以转变成新鲜马氏体。然而，由于奥氏体的稳定化，特别是通过碳的稳定化，所产生的新鲜马氏体的分数低于5％。

由此获得的压制硬化钢部件在部件的大部分中具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

-至少50％的配分马氏体，

-小于30％的铁素体，

-至少2％的残余奥氏体，

-渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，以及

-至多5％的新鲜马氏体。

配分马氏体的平均C含量低于钢中的标称C含量(即，压制硬化钢部件的平均C含量)，该低含量是由于在后处理温度T_PT下的保持期间碳从马氏体向奥氏体的分配。

残余奥氏体的平均C含量为至少0.5％，这种高含量也是由于在后处理温度T_PT下的保持期间碳从马氏体向奥氏体的分配。

通常，残余奥氏体的平均Mn含量高于1.1*Mn％。

通常，铁素体晶粒(如果有的话)的平均尺寸为至多1.5μm。

通过所述方法获得的压制硬化钢部件的厚度通常为0.7mm至5mm。

发明人已经发现在压制硬化部件的其中在使用该部件期间可能经历高应力集中的区域中获得高延性的方法：当在压型机中使该区域以高于 0.15的等效变形ε_b发生变形时，这些变形区的组织更细。

特别地，发明人已经比较了未变形或很少变形的区域(后者表示其中ε_b<0.05的区域)与其中已经以高于0.15的量施加变形的区域。与压制硬化部件中未应变或很少应变的区域相比，高度变形(或应变)的区域的硬度通常增加至少15HV1(HV1是在1kgf载荷下测量的维氏硬度)。

然而，这种硬度提高至少通过马氏体板条尺寸的减小来补偿。

发明人已经测量了在很少变形或高度变形的区域中平均马氏体(配分马氏体和新鲜马氏体，如果有的话)板条宽度。在揭示显微组织的ESBD 分析之后，通过本身已知的截距方法确定板条宽度。已经证明了与很少变形的区域相比，施加高于0.15的等效变形使平均板条宽度减小超过15％。该板条宽度的减小提高了对最终裂纹引发和扩展的抗性。通常，在施加的变形高于0.15的区域中，平均马氏体板条宽度小于0.65μm。相比之下，很少变形的区域中的平均马氏体板条宽度通常高于0.75μm。

此外，已经证明与很少变形的区域相比，施加高于0.15的等效变形使马氏体板条的尺寸分布改变。

特别地，宽度低于0.8μm的马氏体板条的比例在高度变形的区域中比在很少变形的区域中高至少35％。

这种较低的马氏体板条尺寸特别提供韧性增加。

因此，钢组成和压制硬化参数的组合使得可以在部件的目标区域中实现高延性。在汽车应用中，成型部件在碰撞的情况下显示更高的延性。

本发明的另一个目的是预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层的激光焊接钢坯，以及涂覆有基于铝的合金或铝合金涂层的压制硬化的激光焊接钢部件。

激光焊接钢坯包括：至少第一钢坯，其由根据本发明的钢板获得并预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层；第二钢坯，其也预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层；以及将第一坯件接合至第二坯件的激光焊缝。钢坯可以具有相同组成或不同组成，相同厚度或不同厚度。在不同组成的情况下，已经证明了第二钢坯的碳含量必须为0.04重量％至0.38重量％，优选地0.065重量％至0.38重量％，以产生具有期望延性特性的焊缝。

例如，第二钢坯由化学组成以重量百分比计包含以下的钢制成：

0.04％≤C≤0.38％，

0.05％≤Mn≤4.2％，

0.001％≤Si≤1.5％，

0.005％≤Al≤0.9％，

0.001％≤Cr≤2％，

Mo≤0.65％，

Ni≤2％，

0.001％≤Ti≤0.2％，

Nb≤0.1％，

B≤0.010％，

0.0005％≤N≤0.010％，

0.0001％≤S≤0.05％，

0.0001％≤P≤0.1％，

W≤0.30％，

Ca≤0.006％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质。

优选地，C含量为至少0.065％。

在第一实施方案中，第二钢坯的组成以重量百分比计包含： 0.04％≤C≤0.100％，0.80％≤Mn≤2.0％，0.005％≤Si≤0.30％， 0.010％≤Al≤0.070％，0.001％≤Cr≤0.10％，0.001％≤Ni≤0.10％， 0.03％≤Ti≤0.08％，0.015％≤Nb≤0.1％，0.0005％≤N≤0.009％， 0.0001％≤S≤0.005％，0.0001％≤P≤0.030％，Mo≤0.10％，Ca≤0.006％，剩余部分为铁和不可避免的杂质。

在第二实施方案中，第二坯件的组成以重量百分比计包含： 0.065％≤C≤0.095％，1.4％≤Mn≤1.9％，0.2％≤Si≤0.5％，0.020％≤Al≤0.070％， 0.02％≤Cr≤0.1％，其中1.5％≤(C+Mn+Si+Cr)≤2.7％，3.4×N≤Ti≤8×N， 0.04％≤Nb≤0.06％，其中0.044％≤(Nb+Ti)≤0.09％，0.0005％≤B≤0.004％， 0.001％≤N≤0.009％，0.0005％≤S≤0.003％，0.001％≤P≤0.020％以及任选地0.0001％≤Ca≤0.006％，剩余部分为铁和不可避免的杂质。

在第三实施方案中，第二坯件的组成以重量百分比计包含： 0.15％≤C≤0.38％，0.5％≤Mn≤3％，0.10％≤Si≤0.5％，0.005％≤Al≤0.1％， 0.01％≤Cr≤1％，0.001％≤Ti<0.2％，0.0005％≤B≤0.010％， 0.0005％≤N≤0.010％，0.0001％≤S≤0.05％，0.0001％≤P≤0.1％，剩余部分为铁和不可避免的杂质。

在第四实施方案中，第二坯件的组成以重量百分比计包含： 0.24％≤C≤0.38％，0.40％≤Mn≤3％，0.10％≤Si≤0.70％，0.015％≤Al≤0.070％， 0.001％≤Cr≤2％，0.25％≤Ni≤2％，0.015％≤Ti≤0.1％，0％≤Nb≤0.06％， 0.0005％≤B≤0.0040％，0.003％≤N≤0.010％，0.0001％≤S≤0.005％， 0.0001％≤P≤0.025％，Ti和N含量满足以下关系：Ti/N>3.42，C、锰、Cr 和Si含量满足以下关系：

化学组成任选地包括以下元素中的数种元素之一：0.05％≤Mo≤0.65％，0.001％≤W≤0.30％，0.0005％≤Ca≤0.005％，剩余部分为铁和不可避免的杂质。

在第五实施方案中，第二钢坯的根据本发明的组成以重量百分比计包含：0.15％≤C≤0.22％，3.5％≤Mn<4.2％，0.001％≤Si≤1.5％，0.020％≤Al≤0.9％， 0.001％≤Cr≤1％，0.001％≤Mo≤0.3％，0.001％≤Ti≤0.040％， 0.0003％≤B≤0.004％，0.001％≤Nb≤0.060％，0.001％≤N≤0.009％， 0.0005％≤S≤0.003％，0.001％≤P≤0.020％，任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，剩余部分为铁和不可避免的杂质。

激光焊接钢坯如下获得：切割根据本发明的并且预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层的钢板以获得第一坯件，切割钢板(其为例如根据本发明的钢板，也预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层)以获得第二坯件。例如，第二坯件具有如上限定的组成，并且优选根据第一、第二、第三、第四或第五实施方案的组成。

将第一坯件和第二坯件沿着它们各自的外周侧之一焊接。由于本发明的钢的组成中高的Mn含量，因此在焊接之前不需要烧蚀坯件的上侧和下侧的所有预涂层。例如，坯件之一的至少一侧不进行烧蚀，或者不进行所有预涂层的烧蚀。

实际上，由于预涂层的熔融和熔融的预涂层并入焊缝中，Mn在钢中并因此在焊缝中的γ相生成效应(gammageneous effect)抵消了焊缝中Al 的效应。

因此，根据本发明，在焊接之前不对坯件的上侧和下侧的所有预涂层进行这样的烧蚀。

因此，在焊接之后，第一坯件和第二坯件的铝、基于铝的合金或铝合金预涂层覆盖第一钢坯和第二钢坯的至少一侧上的激光焊缝的紧邻区域。

然后，可以使由此获得的激光焊接坯件在上述条件下热成型和压制硬化，而在热成型期间没有出现裂纹的风险。由此获得的压制硬化的焊接部件(其中焊缝金属及第一坯件和第二坯件已经在相同操作下压制硬化)显示出高的机械抗性和延性特性。特别地，将由第一坯件的热成型产生的第一压制硬化部件与由第二坯件的热成型产生的第二压制硬化部件接合的压制硬化激光焊缝具有包含至多15％的铁素体的组织。

此外，由于在焊接之前不对坯件的上侧和下侧的所有预涂层进行这样的烧蚀，压制硬化的焊接部件为使得在第一压制硬化钢部件和第二压制硬化钢部件的至少一侧上，第一压制硬化钢部件和第二压制硬化钢部件的热影响区中的涂层厚度与其余部分中的涂层厚度相同。

本发明的另一个目的是焊接组件，其包括通过电阻点焊而焊接在一起的第一压制硬化钢部件和第二压制硬化钢部件。第一压制硬化钢部件是根据本发明的，并且第二压制硬化钢部件可以是根据本发明的或者具有不同的组成。特别地，第一部件和第二部件具有相同组成或不同组成，相同厚度或不同厚度。

例如，第二部件由化学组成以重量百分比计包含以下的钢制成：

0.04％≤C≤0.38％，

0.05％≤Mn≤4.2％，

0.001％≤Si≤1.5％，

0.005％≤Al≤0.9％，

0.001％≤Cr≤2％，

Mo≤0.65％，

Ni≤2％，

0.001％≤Ti≤0.2％，

Nb≤0.1％，

B≤0.010％，

0.0005％≤N≤0.010％，

0.0001％≤S≤0.05％，

0.0001％≤P≤0.1％，

W≤0.30％，

Ca≤0.006％，

余量为铁和不可避免的杂质。

优选地，第二部件中的C含量为至少0.065％。

例如，第二钢部件的组成可以依照上述关于第二坯件的第一、第二、第三、第四或第五实施方案的组成。

焊接组件通过生产第一压制硬化钢部件和第二压制硬化钢部件、以及将第一钢部件和第二钢部件的电阻点焊来制造。

将第一部件接合至第二部件的电阻点焊缝的特征在于在交叉拉伸测试中的高抗性，所述高抗性由至少50daN/mm²的α值和至少0.70的插入比限定。

在此，α值表示交叉测试中的最大载荷除以焊缝直径和厚度。其是以 daN/mm²表示的电阻点焊缝的归一化载荷。

插入比等于插入直径除以熔融区(MZ)直径。插入比越低，熔融区延性就越低。

通常，热影响区中的软化(即基础钢的维氏硬度与热影响区中的维氏硬度之间的差)小于基础钢的维氏硬度的25％。

本发明的另一个目的是焊接组件，其包括通过电阻点焊而焊接在一起的第一压制硬化钢部件和第二钢部件，第一压制硬化钢部件是根据本发明的，并且第二钢部件是拉伸强度不高于2100MPa的热冲压钢部件或冷冲压钢部件。优选地，第二钢部件的C含量不高于0.38％并且Mn含量不高于4.2％。

现在将通过以下实施例来说明本发明，这些实施例决不是限制性的。

提供了具有根据表1的组成(以重量百分比表示)的板坯形式的钢。通过热力学计算确定的温度Ae3记录于下表1中。

表1

将板坯加热至温度T_h、热轧并在卷取温度T_卷取下卷取。然后对经热轧的钢板进行酸洗，任选地在分批退火温度T_HBA下进行分批退火，在温度T_HBA下保持时间t_HBA，酸洗，然后以冷轧压下率r_CR冷轧以获得厚度为 th的经冷轧的钢板。

然后，将一些经冷轧的钢板在退火温度T_A下退火，持续退火时间t_A。通过在浴中热浸来用Al-Si涂层预涂覆一些板，所述浴以重量计包含5％至11％的Si、2％至4％的Fe、任选地0.0015％至0.0030％的Ca，剩余部分为Al和杂质。

退火钢板的制造条件(A、B……)汇总于下表2中。

表2

在分批退火之前，在25℃下确定一些经热轧的板的夏比能量。特别地，在分批退火之前，从经热轧的钢板中收集具有角度为45°并且根半径为0.25mm的2mm深的V槽的夏比冲击试样55×10mm²，并测量比冲击能(“夏比能量”)KCv。

结果记录于下表3中。按照惯例，将测试条件与钢组成和板的制造条件相关联。因此，I1A是指例如由钢组成I1获得的、以条件A的温度T_h和卷取温度T_卷取生产的经热轧的钢板。

表3

具有根据本发明的组成并且以根据本发明的温度T_h和卷取温度T_卷取生产的实施例I1A、I2A、I3A、I4B、I5C、I6B、I7C和I8A具有非常高的在25℃下至少60J/cm²的夏比能量。

相比之下，实施例R3B具有不包含B且不包含Al的组成。结果，尽管实施例R3B以根据本发明的温度T_h和卷取温度T_卷取生产，但是具有低夏比能量。

然后切割经冷轧的板以获得坯件。将坯件加热至温度T_m并在该温度 T_m下保持保持时间t_m，以获得具有包含70％至100％的奥氏体的组织的经加热的钢坯。

然后将经加热的坯件转移至压型机并热成型以获得成型部件。

将一些成型部件冷却至冷却停止温度T_C，然后从冷却停止温度T_C再加热至后处理温度T_PT，并在后处理温度T_PT下保持保持时间t_PT。

然后将部件空气冷却至室温。

将另一些部件在热成型后直接冷却至室温，而不进行任何后处理(条件h)。

压制硬化部件的制造条件(a、b……)汇总于下表4中。

根据标准ISO(EN 6892-1-2009)使用12.5×50mm²试样确定压制硬化部件的屈服强度YS和拉伸强度TS。

表4

根据VDA-238弯曲标准的方法B(归一化至1.5mm的厚度)，已经确定了由两个辊支撑的60×60mm²的压制硬化部件的临界弯曲角度。弯曲力通过0.4mm半径的尖锐冲头施加。辊与冲头之间的间距等于测试部件的厚度，加上0.5mm的间隙。检测裂纹的出现，因为其与载荷-位移曲线中的载荷降低一致。当载荷降低超过其最大值30N时，中断测试。在卸载后并由此在试样回弹之后测量每个样品的弯曲角度(α)。使三个样品沿着各个方向(轧制方向和横向方向)弯曲以获得弯曲角度的平均值α_A。

通过在平面应变条件(就车辆碰撞而言这是最苛刻的条件)下弯曲试样来确定断裂应变。从这些测试中，可以确定在发生断裂时试样的临界位移。另一方面，有限元分析允许对这样的试样的弯曲进行建模，即以知晓存在于这样的临界位移的弯曲区域中的应变水平。这样的临界条件下的该应变是材料的断裂应变。

这样的机械测试的结果示于表5中。按照惯例，将测试条件与钢组成、板的制造条件和压制硬化部件的制造条件相关联。因此，I1Aa是指例如由钢组成I1获得的、通过使以条件A制造的钢板经历压制硬化条件a而生产的压制硬化部件。

表5还示出了压制硬化部件的一些显微组织特征。通过用不同试剂 (硝酸酒精溶液(Nital)、苦醇(Picral)、Bechet-Beaujard、焦亚硫酸钠和 LePera)抛光并蚀刻试样以揭示具体组分来确定不同组分的表面分数。通过图像分析和Aphelion^TM软件对至少100×100μm²的多于10个的代表性区域进行表面分数的定量。

通过X射线衍射(XRD)确定残余奥氏体的分数。通过由X射线衍射(XRD)分析利用Rietveld精修评估残余奥氏体分数和晶格参数，并通过使用Dyson和Holmes公式，来确定残余奥氏体中的C含量。

在表5中，Ms表示如通过膨胀法确定的、在冷却时存在于组织中的奥氏体开始转变为马氏体时的温度。因此，在表5中记录了对于每种钢组成和制造条件，每种钢组成的取决于组成和制造条件(特别是取决于温度 T_m)的温度Ms。

此外，在表5中，PM表示配分马氏体分数，FM表示新鲜马氏体分数，F表示铁素体分数，d_cm表示具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度，RA表示残余奥氏体分数，C_RA是残余奥氏体中的平均C 含量。

此外，YS为屈服强度，TS为拉伸强度以及α_A为弯曲角度(以度表示)。

表5

在该表5中，n.d.意指“未确定”并且NA意指“不适用”。

在试验I1Aa、I1Ab、I2Aa、I2Ab、I2Ad、I2Ae、I3Aa、I3Ab、I4Bf、 I5Ci、I5Cj、I7Ck和I7Cl中，用于制造钢板的组成、条件和压制硬化条件对应于本发明并且获得期望的显微组织特征。结果，实现了高拉伸特性和高碰撞延性，特别是高弯曲角度和断裂应变。

样品I1Ab的显微组织示于附图中，其中“RA”表示残余奥氏体，“PM”表示配分马氏体。

在试验R1Dn和R1Do中，Mn和S含量不满足本发明的条件。即使用于制造钢板的条件和压制硬化条件依照本发明的范围，碰撞延性，特别是弯曲角度和断裂应变也不满足所要求的值。

在试验R4Gc中，C、Mn、Al和S含量不满足本发明的条件。即使用于制造钢板的条件和压制硬化条件依照本发明的范围，拉伸强度也达不到 1300MPa。

在试验R5Eh中，Mn含量过低。此外，热成型后不进行后处理。因此，组织包含高分数的新鲜马氏体。即使屈服强度和拉伸强度达到目标值，碰撞延性，特别是断裂应变也不令人满意。

此外，发明人评估了在上述制造条件下获得的钢板和压制硬化部件的可焊接性。

特别地，对一些压制硬化部件进行了电阻点焊测试。用表6中记录的焊接参数并以5kA至8kA的强度对在不同测试条件下生产的压制硬化部件进行电阻点焊，应理解，每个部件都被焊接至在相同测试条件下生产的另一部件。

对经切割和抛光的电阻点焊缝进行硬度测试以确定在金属焊缝附近的热影响区中的最终软化。该软化通过基础金属硬度与热影响区中的最小硬度值之差测量。对电阻点焊缝进行拉伸测试，并且测量焊缝的总延伸率。与基础金属延伸率相比，焊缝引起延伸率变化，与基础金属的延伸率相比，该延伸率变化可能或多或少是显著的。因此，相对延伸率变化是由如下定义：(基础金属延伸率-焊缝延伸率)/基础金属延伸率。

参数和结果记录于表6中，其中：

-“测试条件”表示对其进行电阻点焊测试的压制硬化部件，

-“焊接力”表示点焊期间的焊接力，以daN表示，

-“α”表示α值，即交叉测试中的最大载荷除以焊缝直径和厚度，以 daN/mm²表示，

-“插入比”表示插入比，等于插入直径除以熔融区(MZ)直径，

-“HAZ软化”表示基础金属维氏硬度与热影响区中的最小维氏硬度值之差。

-“相对软化”是HAZ软化与基础金属维氏硬度之比，以百分比表示。

表6

在表6中，n.d.意指“未确定”。

实施例I4Bf、I5Ci、I6Bm、I7Ck和I8Ab由具有根据本发明的组成的钢制成，并在对应于本发明的制造条件下生产。结果，通过将这些部件电阻点焊而产生的电阻点焊缝具有由至少50daN/mm²的α值和至少0.70的插入比表征的高延性。

相比之下，实施例R1Hr由具有过高Mn含量的钢制成。结果，通过将两个部件R1Hr电阻点焊而产生的电阻点焊缝具有低延性，特别是低于 50daN/mm²的α值和低于0.70的插入比。

此外，实施例R2Iq由具有过高碳含量的钢制成。结果，通过将两个部件R2Iq电阻点焊而产生的电阻点焊缝具有低延性，特别是低于50 daN/mm²的α值和低于0.70的插入比。在根据本发明制造的压制硬化部件I4Bf、I6Bm和I8Ab中，HAZ软化不如HAZ中存在明显的伸长率损失的参考部件R5Eh显著。

因此，根据本发明制造的钢部件可以有利地用于制造车辆的结构部件或安全部件。

根据本发明的实施例，还公开了一下附记：

1.一种用于制造压制硬化钢部件的钢板，所述钢板的组成以重量百分比计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.3％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量。

2.根据附记1所述的钢板，其中所述钢板在其两个主面中的每一个上包括金属预涂层。

3.根据附记2所述的钢板，其中所述金属预涂层为铝、基于铝的合金或铝合金预涂层。

4.根据附记2所述的钢板，其中所述金属预涂层为锌、基于锌的合金或锌合金预涂层。

5.根据附记2至4中任一项所述的钢板，其中所述钢板在所述两个主表面中的每一个的表面上在所述金属预涂层的下方包括脱碳区域，所述脱碳区域的深度p_50％为6微米至30微米，p_50％为碳含量等于所述钢组成中 C含量的50％处的深度，并且其中退火钢板在所述主表面和所述金属预涂层之间的界面处不包含铁氧化物的层。

6.根据附记1所述的钢板，其中所述钢板是未退火钢板，所述钢板的显微组织以表面分数计由以下组成：

5％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示所述钢组成中的Mn含量。

7.根据附记6所述的钢板，其中所述钢板是具有高于或等于60J/cm²的比夏比能量KCv的热轧钢板。

8.根据附记1至5中任一项所述的钢板，其中所述钢板是退火钢板，所述退火钢板的显微组织以表面分数计由以下组成：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，

由马氏体组成的补余部分，

所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示所述钢组成中的Mn含量。

9.根据附记1至8中任一项所述的钢板，其中所述钢板的厚度为0.7 mm至5mm。

10.一种用于生产用于制造压制硬化钢部件的钢板的方法，所述方法包括以下顺序的步骤：

-提供钢半成品，所述钢半成品的组成以重量百分比计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.3％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

-对所述钢半成品进行热轧以获得经热轧的钢板，

-在低于550℃的卷取温度T_卷取下卷取所述经热轧的钢板以获得经卷取的钢板，

-任选地对所述经卷取的钢板进行冷轧。

11.根据附记10所述的方法，其中以30％至80％的冷轧率对所述经卷取的钢板进行冷轧。

12.根据附记11所述的方法，其中，在卷取之后且在冷轧之前，将所述经卷取的钢板在550℃至700℃的分批退火温度T_HBA下分批退火，使所述经卷取的钢板在所述分批退火温度T_HBA下保持1小时至20小时的分批退火时间t_HBA。

13.根据附记10至12中任一项所述的方法，还包括以下步骤：在高于或等于650℃的退火温度T_A下对所述经卷取的和任选地经冷轧的钢板进行退火，退火步骤包括将经卷取的和任选地经冷轧的钢板加热至退火温度T_A，以及使所述经卷取的和任选地经冷轧的钢板在所述退火温度T_A下保持30秒至600秒的退火时间t_A。

14.根据附记13所述的方法，其中所述退火温度T_A低于Ae3。

15.根据附记13所述的方法，其中所述退火温度T_A高于或等于Ae3。

16.根据附记13至15中任一项所述的方法，其中，在所述退火温度T_A下的保持之后，通过在浴中热浸涂，然后冷却至室温来用金属或金属合金预涂覆所述钢板。

17.根据附记16所述的方法，其中用锌、基于锌的合金或锌合金预涂覆所述钢板。

18.根据附记16所述的方法，其中用铝、基于铝的合金或铝合金预涂覆所述钢板。

19.根据附记16至18中任一项所述的方法，其中将所述钢板在所述退火温度T_A下退火以在退火完成时在6微米至30微米的深度p_50％上获得退火钢板的表面的脱碳并且获得其表面上没有铁氧化物层的退火钢板，其中p_50％是碳含量等于所述组成中的C含量的50％处的深度。

20.根据附记10至19中任一项所述的方法，其中所述钢板的厚度为 0.7mm至5mm。

21.一种压制硬化钢部件，由组成以重量百分比计包含以下的钢制成：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

其中在所述压制硬化钢部件的大部分中，显微组织以表面分数计由以下组成：

至少50％的配分马氏体，

小于30％的铁素体，

至少2％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，以及

至多5％的新鲜马氏体，

所述残余奥氏体的平均C含量为至少0.5％。

22.根据附记21所述的压制硬化钢部件，其中所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示所述钢组成中的Mn含量。

23.根据附记21或22中任一项所述的压制硬化钢部件，其中：

Al≥0.3％。

24.根据附记21至23中任一项所述的压制硬化钢部件，其中所述部件涂覆有金属涂层。

25.根据附记24所述的压制硬化钢部件，其中所述金属涂层是基于锌的合金或锌合金涂层。

26.根据附记24所述的压制硬化钢部件，其中所述金属涂层是基于铝的合金或铝合金涂层。

27.根据附记21至26中任一项所述的压制硬化钢部件，具有至少 1000MPa的屈服强度、1300MPa至1600MPa的拉伸强度、高于0.50的在平面应变条件下的断裂应变和高于60°的弯曲角度。

28.根据附记21至27中任一项所述的压制硬化钢部件，包括等效变形ε_b高于0.15的至少一个第一热变形区、和至少一个第二区，所述第二区在压制硬化中已经历与所述第一热变形区相同的冷却循环，其中等效变形ε_b小于0.05。

29.根据附记28所述的压制硬化钢部件，其中所述第二区与所述第一热变形区之间的硬度差大于15HV1。

30.根据附记28或29中任一项所述的压制硬化钢部件，其中与所述第二区中的平均马氏体板条宽度相比，所述第一热变形区中的平均马氏体板条宽度减小超过15％。

31.根据附记28至30中任一项所述的压制硬化钢部件，其中宽度低于0.8μm的马氏体板条的比例在所述第一热变形区中比在所述第二区中高至少35％。

32.根据附记21至31中任一项所述的压制硬化钢部件，其中所述压制硬化钢部件的厚度为0.7mm至5mm。

33.一种用于制造压制硬化钢部件的方法，包括以下顺序的步骤：

-提供根据附记1至9中任一项所述的钢板或通过根据附记10至20 中任一项所述的方法生产的钢板，

-将所述钢板切割成预定形状，以获得钢坯，

-将所述钢坯加热到800℃至950℃的温度T_m，并且将所述钢坯在所述温度T_m下保持60秒至600秒的保持时间t_m，以获得具有包含70％至100％的奥氏体的组织的经加热的钢坯，

-将所述经加热的坯件转移至压型机，

-使所述经加热的坯件在所述压型机中热成型以获得成型部件，

-将所述成型部件冷却到室温至Ms-100℃的冷却停止温度T_C，

-将所述成型部件从所述冷却停止温度T_C再加热到350℃至550℃的后处理温度T_PT，并将所述成型部件在所述后处理温度T_PT下保持10秒至 600秒的保持时间t_PT，

-将所述成型部件冷却至室温以获得所述压制硬化钢部件。

34.根据附记33所述的方法，其中所述压制硬化钢部件的厚度为0.7 mm至5mm。

35.一种用于制造压制硬化的激光焊接钢部件的激光焊接钢坯，所述激光焊接钢坯包括：

-通过切割钢板生产的第一钢坯，所述钢板的组成以重量百分计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量，

所述钢板在其两个主面中的每一个上包括金属预涂层，所述金属预涂层是铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，

-第二钢坯，所述第二钢坯的组成以重量百分比计包含：

0.04％≤C≤0.38％

0.05％≤Mn≤4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.005％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤2％

Mo≤0.65％

Ni≤2％

0.001％≤Ti≤0.2％

Nb≤0.1％

B≤0.010％

0.0005％≤N≤0.01％

0.0001％≤S≤0.05％

0.0001％≤P≤0.1％

W≤0.30％

Ca≤0.006％

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述第二钢坯预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，以及

-将第一坯件接合至所述第二钢坯的激光焊缝，

其中所述第一钢坯和所述第二钢坯的铝、基于铝的合金或铝合金预涂层覆盖所述第一钢坯和所述第二钢坯的至少一侧上的所述激光焊缝的紧邻区域。

36.一种用于制造激光焊接钢坯的方法，包括：

-提供第一钢板，所述第一钢板的组成以重量百分比计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述第一钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得大于60nm的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量，

所述第一钢板在其两个主面中的每一个上包括金属预涂层，所述金属预涂层是铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，

-将所述第一钢板切割成预定形状，以获得第一钢坯，

-提供第二钢坯，所述第二钢坯的组成以重量百分比计包含：

0.04％≤C≤0.38％

0.05％≤Mn≤4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.005％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤2％

Mo≤0.65％

Ni≤2％

0.001％≤Ti≤0.2％

Nb≤0.1％

B≤0.010％

0.0005％≤N≤0.010％

0.0001％≤S≤0.05％

0.0001％≤P≤0.1％

W≤0.30％

Ca≤0.006％

剩余部分为铁和不可避免的杂质

所述第二钢坯预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，

-在不除去所述第一钢坯和所述第二钢坯的至少一侧上的所有预涂层的情况下，将所述第一钢坯激光焊接至所述第二钢坯以获得所述激光焊接钢坯。

37.一种压制硬化的激光焊接钢部件，包括第一压制硬化钢部件、第二压制硬化钢部件以及将所述第一压制硬化钢部件接合至所述第二压制硬化钢部件的压制硬化的激光焊缝，

其中所述第一压制硬化钢部件是根据附记26所述的部件，所述第二压制硬化钢部件具有包含0.04％至0.38％的碳的组成，所述第二压制硬化钢部件涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金涂层，

所述压制硬化的激光焊缝具有包含至多15％的铁素体的组织，

并且其中在所述第一压制硬化钢部件和所述第二压制硬化钢部件的至少一侧上，所述第一压制硬化钢部件和所述第二压制硬化钢部件的热影响区中的涂层的厚度与其余部分中的涂层的厚度相同。

38.一种用于制造压制硬化的激光焊接钢部件的方法，包括以下顺序的步骤：

-提供根据附记35所述的激光焊接钢坯或通过根据附记36所述的方法生产的激光焊接钢坯，

-将所述激光焊接钢坯加热到800℃至950℃的温度T_m，并且将所述激光焊接钢坯在所述温度T_m下保持60秒至600秒的保持时间t_m，以获得具有包含70％至100％的奥氏体的组织的经加热的激光焊接钢坯，

-将所述经加热的激光焊接钢坯转移至压型机，

-使所述经加热的激光焊接钢坯在所述压型机中热成型以获得成型的激光焊接部件，

-将所述成型的激光焊接部件冷却到室温至Ms-100℃的冷却停止温度T_C，

-将所述成型的激光焊接部件从所述冷却停止温度T_C再加热到350℃至550℃的后处理温度T_PT，并将所述成型的激光焊接部件在所述后处理温度T_PT下保持10秒至600秒的保持时间t_PT，

-将所述成型的激光焊接部件冷却至室温以获得压制硬化的激光焊接钢部件。

39.一种焊接组件，包括通过电阻点焊而焊接在一起的第一钢部件和第二钢部件，所述焊接组件包括将所述第一钢部件接合至所述第二钢部件的至少一个电阻点焊缝，其中

所述第一钢部件是根据附记21至32中任一项所述的压制硬化钢部件，

所述第二钢部件由化学组成以重量百分比计包含以下的钢制成：

0.04％≤C≤0.38％

0.05％≤Mn≤4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.005％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤2％

Mo≤0.65％

Ni≤2％

0.001％≤Ti≤0.2％

Nb≤0.1％

B≤0.010％

0.0005％≤N≤0.010％

0.0001％≤S≤0.05％

0.0001％≤P≤0.1％

W≤0.30％

Ca≤0.006％

剩余部分为铁和不可避免的杂质

所述电阻点焊缝具有至少50daN/mm²的α值和至少0.70的插入比。

40.根据附记39所述的焊接组件，其中所述第一钢部件具有使得 Al≥0.3％的组成，并且其中所述第一钢部件的基础钢的维氏硬度与热影响区中的最小维氏硬度值之间的差小于所述第一压制硬化部件的基础钢的维氏硬度的25％。

41.一种焊接组件，包括通过电阻点焊而焊接在一起的第一钢部件和第二钢部件，所述焊接组件包括将所述第一钢部件接合至所述第二钢部件的至少一个电阻点焊缝，其中所述第一钢部件是根据附记21至32中任一项所述的压制硬化钢部件，并且所述第二钢部件是拉伸强度不高于2100 MPa的压制硬化部件或者冷冲压钢部件或冷成型钢部件。

42.根据附记41所述的焊接组件，其中所述第二钢部件的C含量不高于0.38％并且Mn含量不高于4.2％。

43.根据附记21至32中任一项所述的压制硬化钢部件或通过根据附记33所述的方法生产的压制硬化钢部件用于制造机动车辆的防侵入部件或能量吸收部件的用途。

Claims (42)

1.一种用于制造压制硬化钢部件的钢板，所述钢板的组成以重量百分比计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.3％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量，

所述钢板具有变化的厚度，所述钢板的最厚部分与所述钢板的最薄部分之间的厚度差不超过所述钢板的最厚部分的厚度的50％。

2.根据权利要求1所述的钢板，其中所述钢板是退火钢板，所述退火钢板的显微组织为使得所述补余部分由马氏体组成。

3.根据权利要求2所述的钢板，其中所述钢板包括两个主面，所述钢板在所述两个主面中的每一个上包括金属预涂层。

4.根据权利要求3所述的钢板，其中所述金属预涂层为铝、基于铝的合金或铝合金预涂层。

5.根据权利要求3所述的钢板，其中所述金属预涂层为锌、基于锌的合金或锌合金预涂层。

6.根据权利要求3所述的钢板，其中所述钢板在所述两个主面中的每一个的表面上在所述金属预涂层的下方包括脱碳区域，所述脱碳区域的深度p_50％为6微米至30微米，p_50％为碳含量等于所述钢组成中C含量的50％处的深度，并且其中退火钢板在所述主面和所述金属预涂层之间的界面处不包含铁氧化物的层。

7.根据权利要求1所述的钢板，其中所述钢板是未退火钢板，所述钢板的显微组织以表面分数计由以下组成：

5％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分。

8.根据权利要求7所述的钢板，其中所述钢板是具有高于或等于60J/cm²的比夏比能量KCv的热轧钢板，所述比夏比能量是对具有角度为45°且根半径为0.25mm的2mm深的V槽的夏比冲击试样55×10mm²测量的。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的钢板，其中所述钢板的厚度为0.7mm至5mm。

10.一种用于生产用于制造压制硬化钢部件的钢板的方法，所述方法包括以下顺序的步骤：

-提供钢半成品，所述钢半成品的组成以重量百分比计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.3％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

-对所述钢半成品进行热轧以获得经热轧的钢板，

-在低于550℃的卷取温度T_卷取下卷取所述经热轧的钢板以获得经卷取的钢板，

-任选地对所述经卷取的钢板进行冷轧，

以得到具有变化的厚度的钢板，所述钢板的最厚部分与所述钢板的最薄部分之间的厚度差不超过所述钢板的最厚部分的厚度的50％。

11.根据权利要求10所述的方法，其中以30％至80％的冷轧率对所述经卷取的钢板进行冷轧。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，在卷取之后且在冷轧之前，将所述经卷取的钢板在550℃至700℃的分批退火温度T_HBA下分批退火，使所述经卷取的钢板在所述分批退火温度T_HBA下保持1小时至20小时的分批退火时间t_HBA。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：在高于或等于650℃的退火温度T_A下对所述经卷取的和任选地经冷轧的钢板进行退火，退火步骤包括将经卷取的和任选地经冷轧的钢板加热至退火温度T_A，以及使所述经卷取的和任选地经冷轧的钢板在所述退火温度T_A下保持30秒至600秒的退火时间t_A。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述退火温度T_A低于Ae3。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述退火温度T_A高于或等于Ae3。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，在所述退火温度T_A下的保持之后，通过在浴中热浸涂，然后冷却至室温来用金属或金属合金预涂覆所述钢板。

17.根据权利要求16所述的方法，其中用锌、基于锌的合金或锌合金预涂覆所述钢板。

18.根据权利要求16所述的方法，其中用铝、基于铝的合金或铝合金预涂覆所述钢板。

19.根据权利要求16所述的方法，其中将所述钢板在所述退火温度T_A下退火以在退火完成时在6微米至30微米的深度p_50％上获得退火钢板的表面的脱碳并且在所述退火钢板的所述表面上没有获得铁氧化物层，其中p_50％是碳含量等于所述组成中的C含量的50％处的深度。

20.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其中所述钢板的厚度为0.7mm至5mm。

21.一种压制硬化钢部件，由组成以重量百分比计包含以下的钢制成：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

其中在所述压制硬化钢部件的至少95％的体积中，所述压制硬化钢部件的显微组织以表面分数计由以下组成：

至少50％的配分马氏体，

小于30％的铁素体，

至少2％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，以及

至多5％的新鲜马氏体，

所述残余奥氏体的平均C含量为至少0.5％，

所述压制硬化钢部件具有变化的厚度，所述压制硬化钢部件的最厚部分与所述压制硬化钢部件的最薄部分之间的厚度差不超过所述压制硬化钢部件的最厚部分的厚度的50％。

22.根据权利要求21所述的压制硬化钢部件，其中所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示所述钢组成中的Mn含量。

23.根据权利要求21所述的压制硬化钢部件，其中：

Al≥0.3％。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的压制硬化钢部件，其中所述部件涂覆有金属涂层。

25.根据权利要求24所述的压制硬化钢部件，其中所述金属涂层是基于锌的合金或锌合金涂层。

26.根据权利要求24所述的压制硬化钢部件，其中所述金属涂层是基于铝的合金或铝合金涂层。

27.根据权利要求21至23中任一项所述的压制硬化钢部件，具有至少1000MPa的屈服强度、1300MPa至1600MPa的拉伸强度、高于0.50的在平面应变条件下的断裂应变和高于60°的弯曲角度，所述弯曲角度根据VDA-238弯曲标准的方法B，在归一化至1.5mm厚度的情况下确定。

28.根据权利要求21至23中任一项所述的压制硬化钢部件，包括第一等效变形ε_b高于0.15的至少一个第一热变形区、和至少一个第二区，所述第二区在压制硬化中已经历与所述第一热变形区相同的冷却循环，所述第二区的第二等效变形ε_b小于0.05。

29.根据权利要求28所述的压制硬化钢部件，其中所述第二区与所述第一热变形区之间的硬度差大于15HV1。

30.根据权利要求28所述的压制硬化钢部件，其中与所述第二区中的平均马氏体板条宽度相比，所述第一热变形区中的平均马氏体板条宽度减小超过15％。

31.根据权利要求28所述的压制硬化钢部件，其中宽度低于0.8μm的马氏体板条的比例在所述第一热变形区中比在所述第二区中高至少35％。

32.根据权利要求21至23中任一项所述的压制硬化钢部件，其中所述压制硬化钢部件的厚度为0.7mm至5mm。

33.一种用于制造压制硬化钢部件的方法，包括以下顺序的步骤：

-提供根据权利要求1至8中任一项所述的钢板或通过根据权利要求10至15中任一项所述的方法生产的钢板，

-将所述钢板切割成预定形状，以获得钢坯，

-将所述钢坯加热到800℃至950℃的温度T_m，并且将所述钢坯在所述温度T_m下保持60秒至600秒的保持时间t_m，以获得具有包含70％至100％的奥氏体的组织的经加热的钢坯，

-将所述经加热的坯件转移至压型机，

-使所述经加热的坯件在所述压型机中热成型以获得成型部件，

-将所述成型部件冷却到室温至Ms-100℃的冷却停止温度T_C，

-将所述成型部件从所述冷却停止温度T_C再加热到350℃至550℃的后处理温度T_PT，并将所述成型部件在所述后处理温度T_PT下保持10秒至600秒的保持时间t_PT，

-将所述成型部件冷却至室温以获得所述压制硬化钢部件，所述压制硬化钢部件具有变化的厚度，所述压制硬化钢部件的最厚部分与所述压制硬化钢部件的最薄部分之间的厚度差不超过所述压制硬化钢部件的最厚部分的厚度的50％。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述压制硬化钢部件的厚度为0.7mm至5mm。

35.一种用于制造压制硬化的激光焊接钢部件的激光焊接钢坯，所述激光焊接钢坯包括：

-通过切割钢板生产的第一钢坯，所述钢板的组成以重量百分计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量，

所述钢板包括两个主面，所述钢板在所述两个主面中的每一个上包括金属预涂层，所述金属预涂层是铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，所述钢板具有变化的厚度，所述钢板的最厚部分与所述钢板的最薄部分之间的厚度差不超过所述钢板的最厚部分的厚度的50％，

-第二钢坯，所述第二钢坯的组成以重量百分比计包含：

0.04％≤C≤0.38％

0.05％≤Mn≤4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.005％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤2％

Mo≤0.65％

Ni≤2％

0.001％≤Ti≤0.2％

Nb≤0.1％

B≤0.010％

0.0005％≤N≤0.01％

0.0001％≤S≤0.05％

0.0001％≤P≤0.1％

W≤0.30％

Ca≤0.006％

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述第二钢坯预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，以及

-将第一坯件接合至所述第二钢坯的激光焊缝，

其中所述第一钢坯和所述第二钢坯的铝、基于铝的合金或铝合金预涂层覆盖所述第一钢坯和所述第二钢坯的至少一侧上的所述激光焊缝的紧邻区域。

36.一种用于制造激光焊接钢坯的方法，包括：

-提供第一钢板，所述第一钢板的组成以重量百分比计包含：

0.15％≤C≤0.22％

3.5％≤Mn<4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.020％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤1％

0.001％≤Mo≤0.3％

0.001％≤Ti≤0.040％

0.0003％≤B≤0.004％

0.001％≤Nb≤0.060％

0.001％≤N≤0.009％

0.0005％≤S≤0.003％

0.001％≤P≤0.020％

任选地0.0001％≤Ca≤0.003％，

剩余部分为铁和不可避免的杂质，

所述第一钢板具有以表面分数计由以下组成的显微组织：

小于50％的铁素体，

1％至20％的残余奥氏体，

渗碳体，使得具有高于60nm的较大尺寸的渗碳体颗粒的表面密度低于10^7/mm²，

由贝氏体和/或马氏体组成的补余部分，

所述残余奥氏体的平均Mn含量为至少1.1*Mn％，其中Mn％表示钢组成中的Mn含量，

所述第一钢板包括两个主面，所述第一钢板在所述两个主面中的每一个上包括金属预涂层，所述金属预涂层是铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，所述第一钢板具有变化的厚度，所述钢板的最厚部分与所述钢板的最薄部分之间的厚度差不超过所述钢板的最厚部分的厚度的50％，

-将所述第一钢板切割成预定形状，以获得第一钢坯，

-提供第二钢坯，所述第二钢坯的组成以重量百分比计包含：

0.04％≤C≤0.38％

0.05％≤Mn≤4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.005％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤2％

Mo≤0.65％

Ni≤2％

0.001％≤Ti≤0.2％

Nb≤0.1％

B≤0.010％

0.0005％≤N≤0.010％

0.0001％≤S≤0.05％

0.0001％≤P≤0.1％

W≤0.30％

Ca≤0.006％

剩余部分为铁和不可避免的杂质

所述第二钢坯预涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金预涂层，

-在不除去所述第一钢坯和所述第二钢坯的至少一侧上的所有预涂层的情况下，将所述第一钢坯激光焊接至所述第二钢坯以获得所述激光焊接钢坯。

37.一种压制硬化的激光焊接钢部件，包括第一压制硬化钢部件、第二压制硬化钢部件以及将所述第一压制硬化钢部件接合至所述第二压制硬化钢部件的压制硬化的激光焊缝，

其中所述第一压制硬化钢部件是根据权利要求26所述的部件，所述第二压制硬化钢部件具有包含0.04％至0.38％的碳的组成，所述第二压制硬化钢部件涂覆有铝、基于铝的合金或铝合金涂层，

所述压制硬化的激光焊缝具有包含至多15％的铁素体的组织，

并且其中在所述第一压制硬化钢部件和所述第二压制硬化钢部件的至少一侧上，所述第一压制硬化钢部件和所述第二压制硬化钢部件的热影响区中的涂层的厚度与其余部分中的涂层的厚度相同。

38.一种用于制造压制硬化的激光焊接钢部件的方法，包括以下顺序的步骤：

-提供根据权利要求35所述的激光焊接钢坯，

-将所述激光焊接钢坯加热到800℃至950℃的温度T_m，并且将所述激光焊接钢坯在所述温度T_m下保持60秒至600秒的保持时间t_m，以获得具有包含70％至100％的奥氏体的组织的经加热的激光焊接钢坯，

-将所述经加热的激光焊接钢坯转移至压型机，

-使所述经加热的激光焊接钢坯在所述压型机中热成型以获得成型的激光焊接部件，

-将所述成型的激光焊接部件冷却到室温至Ms-100℃的冷却停止温度T_C，

-将所述成型的激光焊接部件从所述冷却停止温度T_C再加热到350℃至550℃的后处理温度T_PT，并将所述成型的激光焊接部件在所述后处理温度T_PT下保持10秒至600秒的保持时间t_PT，

-将所述成型的激光焊接部件冷却至室温以获得压制硬化的激光焊接钢部件。

39.一种焊接组件，包括通过电阻点焊而焊接在一起的第一钢部件和第二钢部件，所述焊接组件包括将所述第一钢部件接合至所述第二钢部件的至少一个电阻点焊缝，其中

所述第一钢部件是根据权利要求21至23中任一项所述的压制硬化钢部件，

所述第二钢部件由化学组成以重量百分比计包含以下的钢制成：

0.04％≤C≤0.38％

0.05％≤Mn≤4.2％

0.001％≤Si≤1.5％

0.005％≤Al≤0.9％

0.001％≤Cr≤2％

Mo≤0.65％

Ni≤2％

0.001％≤Ti≤0.2％

Nb≤0.1％

B≤0.010％

0.0005％≤N≤0.010％

0.0001％≤S≤0.05％

0.0001％≤P≤0.1％

W≤0.30％

Ca≤0.006％

剩余部分为铁和不可避免的杂质

所述电阻点焊缝具有至少50daN/mm²的α值和至少0.70的插入比，α值表示交叉测试中的最大载荷除以焊缝直径和厚度，插入比等于插入直径除以熔融区(MZ)直径。

40.根据权利要求39所述的焊接组件，其中所述第一钢部件具有使得Al≥0.3％的组成，并且其中所述第一钢部件的基础钢的维氏硬度与热影响区中的最小维氏硬度值之间的差小于所述第一钢部件的基础钢的维氏硬度的25％。

41.一种焊接组件，包括通过电阻点焊而焊接在一起的第一钢部件和第二钢部件，所述焊接组件包括将所述第一钢部件接合至所述第二钢部件的至少一个电阻点焊缝，其中所述第一钢部件是根据权利要求21至23中任一项所述的压制硬化钢部件，并且所述第二钢部件是拉伸强度不高于2100MPa的C含量不高于0.38％并且Mn含量不高于4.2％的压制硬化部件或者冷冲压钢部件或冷成型钢部件。

42.根据权利要求21至23中任一项所述的压制硬化钢部件或通过根据权利要求33所述的方法生产的压制硬化钢部件用于制造机动车辆的防侵入部件或能量吸收部件的用途。

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