DE102018101735A1 - TWO-STAGE HOT-FORMING OF STEEL - Google Patents
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Abstract
Verfahren für das Presshärten von Stahllegierungen, die aus mittlerem Mn bestehen, werden bereitgestellt. Die pressgehärtete Stahllegierung kann eine Zugfestigkeit von mindestens 1700 MPa und eine Zugdehnung von mindestens 8 % aufweisen. Die pressgehärtete Stahllegierung kann in zwei Formungsschritten oberhalb der martensitischen Endtemperatur geformt werden. Der pressgehärtete Stahl kann eine Mikrostruktur aufweisen, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % umfasst.Methods for press-hardening steel alloys consisting of medium Mn are provided. The press-hardened steel alloy may have a tensile strength of at least 1700 MPa and a tensile elongation of at least 8%. The press-hardened steel alloy can be formed in two forming steps above the martensitic end temperature. The press-hardened steel may have a microstructure comprising martensite greater than or equal to about 80% to less than or equal to about 98% and retained austenite less than or equal to about 20% to greater than or equal to about 2%.
Description
EINLEITUNGINTRODUCTION
Der folgende Abschnitt bietet Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung, wobei es sich nicht notwendigerweise um den Stand der Technik handelt.The following section provides background information for the present disclosure, which is not necessarily the prior art.
Die vorliegende Offenbarung betrifft zweistufige Formverfahren für das Presshärten von Stahllegierungen, um hochfeste pressgehärtete Komponenten zu formen.The present disclosure relates to two-stage molding processes for press-hardening steel alloys to form high-strength press-hardened components.
Pressgehärteter Stahl (PHS), der auch als „warmgepresster Stahl“ bezeichnet wird, ist einer der stärksten Stähle, die für Karosseriestrukturanwendungen verwendet werden und Zugfestigkeitseigenschaften in der Größenordnung von etwa 1500 Megapascal (MPa) und eine Gesamtdehnung in der Größenordnung von etwa 5 % bis 6 % aufweist. Ein solcher Stahl weist viele wünschenswerte Eigenschaften und Verwendungen auf, einschließlich der Bildung von Stahlkomponenten mit signifikanten Zunahmen der Festigkeits-GewichtsVerhältnisse. Ferner sind PHS-Komponenten in verschiedenen Industrien und Anwendungen zunehmend vorherrschend geworden, einschließlich der allgemeinen Fertigungs-, Baumaschinen-, Automobil- oder anderer Transportindustrien, Heim- oder Industriestrukturen und dergleichen. So ist beispielsweise in Automobilherstellungsanwendungen eine kontinuierliche Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und -leistung wünschenswert; PHS-Komponenten wurden daher zunehmend verwendet. PHS-Komponenten werden häufig für die Herstellung von tragenden Bauteilen, wie Türträgern, verwendet, die typischerweise hochfeste Werkstoffe erfordern. Somit ist der fertige Zustand dieser Stähle so ausgelegt, dass sie eine hohe Festigkeit und eine ausreichende Duktilität aufweisen, um äußeren Kräften zu widerstehen, zum Beispiel, um dem Eindringen in den Fahrgastraum, zum Schutz der Insassen, ohne Bruch zu widerstehen zu gewähren. Außerdem können galvanisierte PHS-Komponenten einen kathodischen Schutz bieten.Press-hardened steel (PHS), also referred to as "hot-pressed steel", is one of the strongest steels used for body structure applications and has tensile properties of the order of about 1500 megapascals (MPa) and a total strain of the order of about 5% to about 6%. Such a steel has many desirable properties and uses, including the formation of steel components with significant increases in strength to weight ratios. Further, PHS components have become increasingly prevalent in various industries and applications, including general manufacturing, construction machinery, automotive or other transportation industries, home or industrial structures, and the like. For example, in automotive manufacturing applications, continuous improvement in fuel efficiency and performance is desirable; PHS components were therefore increasingly used. PHS components are often used for the manufacture of structural components, such as door panels, which typically require high strength materials. Thus, the finished state of these steels is designed to have high strength and sufficient ductility to withstand external forces, for example, to resist intrusion into the passenger compartment to protect the occupants without resisting breakage. In addition, galvanized PHS components can provide cathodic protection.
Typische PHS-Verfahren involvieren die Austenitisierung in einem Ofen eines Stahlblechrohlings, unmittelbar gefolgt von Pressen und Abschrecken des Blechs in Formen. Stähle, die zur Herstellung von PHS-Komponenten verwendet werden, enthalten typischerweise Bor; Ein bekannter Stahl, der zur Herstellung von PHS-Komponenten verwendet wird, ist im Handel als 22MnB5 bekannt (der 0,22 % C, 1,2 % Mn, 0,2 % Si, 0,001-0,005 % B, Spurenelemente einschließlich P, N, S und O als Verunreinigungen pro Gewichtseinheit und ein Gleichgewicht von Fe umfasst). Es gibt zwei Haupttypen von PHS-Verfahren: indirekte und direkte. Die Austenitisierung wird typischerweise in dem Bereich von etwa 900 °C durchgeführt. Nach dem direkten Verfahren wird die PHS-Komponente gleichzeitig zwischen den Formen geformt und gepresst, was den Stahl abschreckt. Im Rahmen des indirekten Verfahrens wird die PHS-Komponente vor der Austenitisierung und den anschließenden Press- und Abschreckschritten zu einer Zwischenteilform kaltgeformt. Das Abschrecken der PHS-Komponente härtet die Komponente durch Umwandlung der Mikrostruktur von Austenit zu Martensit aus. Die PHS-Komponente muss mit einer Rate von mindestens 27 °C/s abgekühlt werden, um sicherzustellen, dass Austenit zu Martensit und nicht auf eine unerwünschte Mikrostruktur wie Ferrit und Bainit übergeht. In dem Ausmaß, in dem die PHS-Komponente unbeschichtet ist, bildet sich während des Transfers von dem Ofen zu den Formen eine Oxidschicht. Nach dem Abkühlen muss daher das Oxid von der PHS-Komponente und den Formen entfernt werden. Das Oxid wird typischerweise durch Kugelstrahlen entfernt. Nach dem Kugelstrahlen wird das weitere Formen der PHS-Komponente typischerweise durch Laserschneiden erreicht, da das Schneiden in Anbetracht der hohen Festigkeit der PHS-Komponente typischerweise nicht effektiv ist. Es besteht weiterhin ein Bedarf, die Festigkeit und Dehnung von PHS-Komponenten zu erhöhen und die Verarbeitungszeit und die mit ihrer Herstellung verbundenen Kosten zu reduzieren.Typical PHS processes involve austenitizing in a steel sheet blank furnace immediately followed by pressing and quenching the sheet into molds. Steels used to make PHS components typically contain boron; One known steel used to make PHS components is known commercially as 22MnB5 (the 0.22% C, 1.2% Mn, 0.2% Si, 0.001-0.005% B, trace elements including P, N, S and O as impurities per unit weight and Fe balance). There are two main types of PHS procedures: indirect and direct. Austenitization is typically carried out in the range of about 900 ° C. Following the direct method, the PHS component is simultaneously molded and pressed between the molds, which deters the steel. As part of the indirect process, the PHS component is cold worked to an intermediate part before austenitizing and then pressing and quenching. Quenching the PHS component cures the component by converting the microstructure from austenite to martensite. The PHS component must be cooled at a rate of at least 27 ° C / s to ensure that austenite passes to martensite and not to unwanted microstructures such as ferrite and bainite. To the extent that the PHS component is uncoated, an oxide layer is formed during the transfer from the oven to the molds. After cooling, therefore, the oxide must be removed from the PHS component and molds. The oxide is typically removed by shot peening. After shot peening, further molding of the PHS component is typically achieved by laser cutting, as cutting is typically not effective given the high strength of the PHS component. There remains a need to increase the strength and elongation of PHS components and to reduce processing time and cost associated with their manufacture.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
Dieser Teil stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine vollständige Offenbarung des vollen Schutzumfangs oder aller Merkmale.This part provides a general summary of the disclosure and is not a complete disclosure of the full scope or all features.
In bestimmten Aspekten sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren für das Presshärten einer Stahllegierung vor. Ein Rohling eines mittellegierten Mn-Stahls wird auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C erhitzt, um die Stahllegierung zu austenitisieren. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente bei einer Temperatur höher als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ferner bei einer Temperatur von niedriger als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur bis zu einer höheren oder gleich der martensitischen Endtemperatur geformt, und die pressgehärtete Komponente hat eine maximale Zugfestigkeit von mehr als oder gleich etwa 1700 MPa. In anderen Ausführungsformen wird der Rohling auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 800 °C erhitzt, um den mittellegierten Mn-Stahl zu austenitisieren. In noch anderen Ausführungsformen umfasst der mittellegierte Mn-Stahl Kohlenstoff mit mehr als oder gleich etwa 0,1 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 0,4 Gew. -% und Mangan mit mehr als oder gleich etwa 5 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 12 Gew. -%. In weiteren Ausführungsformen wird der mittellegierte Mn-Stahlrohling vor dem Erhitzen galvanisiert. In noch weiteren Ausführungsformen hat die pressgehärtete Komponente eine Zugdehnung von größer als oder gleich etwa 8 %. In noch weiteren Ausführungsformen wird die pressgehärtete Komponente nach dem weiteren Formen der pressgehärteten Komponente auf weniger als oder gleich etwa Raumtemperatur luftgekühlt. In zusätzlichen Ausführungsformen weist die pressgehärtete Komponente eine Mikrostruktur auf, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % aufweist.In certain aspects, the present disclosure provides a method for press hardening a steel alloy. A blank of a medium-alloyed Mn steel is heated to a temperature of less than or equal to about 850 ° C to austenitize the steel alloy. The blank is then press-hardened to form a press-cured component at a temperature higher than or equal to the martensitic initial temperature. The press-cured component is further molded at a temperature from lower than or equal to the martensitic initial temperature to higher than or equal to the final martensitic temperature, and the press-cured component has a maximum tensile strength greater than or equal to about 1700 MPa. In other embodiments, the blank is heated to a temperature of less than or equal to about 800 ° C to austenitize the center-alloyed Mn steel. In yet other embodiments, the medium-alloyed Mn steel comprises carbon at greater than or equal to about 0.1 wt% to less than or equal to about 0.4 wt% and manganese greater than or equal to about 5 wt%. to less than or equal to about 12% by weight. In further In embodiments, the medium alloyed Mn steel blank is galvanized prior to heating. In still other embodiments, the press-cured component has a tensile elongation greater than or equal to about 8%. In still other embodiments, after further molding the press-cured component, the press-cured component is air-cooled to less than or equal to about room temperature. In additional embodiments, the press-cured component has a microstructure comprising martensite greater than or equal to about 80% to less than or equal to about 98% and retained austenite less than or equal to about 20% to greater than or equal to about 2%.
In anderen Aspekten wird ein Verfahren für das Presshärten einer Stahllegierung bereitgestellt, das das Erhitzen eines Rohlings aus mittellegiertem Mn-Stahl auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C zum Austenitisieren der Stahllegierung umfasst. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente bei einer Temperatur höher als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ferner bei einer Temperatur von mehr als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur geformt, und die pressgehärtete Komponente hat eine maximale Zugfestigkeit von mehr als oder gleich etwa 1700 MPa. In anderen Ausführungsformen wird der Rohling auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 800 °C erhitzt, um den mittellegierten Mn-Stahl zu austenitisieren. In noch anderen Ausführungsformen umfasst der mittellegierte Mn-Stahl Kohlenstoff mit mehr als oder gleich etwa 0,1 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 0,4 Gew. -% und Mangan mit mehr als oder gleich etwa 5 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 12 Gew. -%. In weiteren Ausführungsformen wird der mittellegierte Mn-Stahlrohling vor dem Erhitzen galvanisiert. In noch weiteren Ausführungsformen hat die pressgehärtete Komponente eine Zugdehnung von größer als oder gleich etwa 8 %. In noch weiteren Ausführungsformen wird die pressgehärtete Komponente nach dem weiteren Formen der pressgehärteten Komponente auf weniger als oder gleich etwa Raumtemperatur luftgekühlt. In zusätzlichen Ausführungsformen weist die pressgehärtete Komponente eine Mikrostruktur auf, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % aufweist. In other aspects, there is provided a method of press-hardening a steel alloy comprising heating a blanket of medium-alloyed Mn steel to a temperature less than or equal to about 850 ° C to austenitize the steel alloy. The blank is then press-hardened to form a press-cured component at a temperature higher than or equal to the martensitic initial temperature. The press-cured component is further molded at a temperature greater than or equal to the initial martensitic temperature, and the press-cured component has a maximum tensile strength greater than or equal to about 1700 MPa. In other embodiments, the blank is heated to a temperature of less than or equal to about 800 ° C to austenitize the center-alloyed Mn steel. In yet other embodiments, the medium-alloyed Mn steel comprises carbon at greater than or equal to about 0.1 wt% to less than or equal to about 0.4 wt% and manganese greater than or equal to about 5 wt%. to less than or equal to about 12% by weight. In further embodiments, the medium alloyed Mn steel blank is galvanized prior to heating. In still other embodiments, the press-cured component has a tensile elongation greater than or equal to about 8%. In still other embodiments, after further molding the press-cured component, the press-cured component is air-cooled to less than or equal to about room temperature. In additional embodiments, the press-cured component has a microstructure comprising martensite greater than or equal to about 80% to less than or equal to about 98% and retained austenite less than or equal to about 20% to greater than or equal to about 2%.
In noch anderen Aspekten wird ein Verfahren für das Presshärten eines mittellegierten Mn-Stahls bereitgestellt, das das Erhitzten eines Rohlings aus einem mittellegierten Mn-Stahl auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C zum Austenitisieren der Stahllegierung umfasst. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ein zweites Mal bei einer Temperatur von mehr als oder gleich etwa der martensitischen Endtemperatur geformt. Das weitere Formen beinhaltet zumindest eines von Beschneiden, Stanzen oder erneutem Anschlagen der pressgehärteten Komponente. Die pressgehärtete Komponente wird mit einer gesteuerten Rate zwischen der martensitischen Anfangstemperatur und der martensitischen Endtemperatur abgekühlt, sodass die pressgehärtete Komponente eine Mikrostruktur aufweist, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % umfasst. In anderen Ausführungsformen wird der Rohling auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 800 °C erhitzt, um den mittellegierten Mn-Stahl zu austenitisieren. In noch anderen Ausführungsformen umfasst der mittellegierte Mn-Stahl Kohlenstoff mit mehr als oder gleich etwa 0,1 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 0,4 Gew. -% und Mangan mit mehr als oder gleich etwa 5 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 12 Gew. -%. In weiteren Ausführungsformen hat die pressgehärtete Komponente eine Zugfestigkeit von größer als oder gleich etwa 1700 MPa. In noch weiteren Ausführungsformen wird die pressgehärtete Komponente nach dem weiteren Formen der pressgehärteten Komponente auf weniger als oder gleich etwa Raumtemperatur luftgekühlt. In zusätzlichen Ausführungsformen wird der mittellegierte Mn-Stahlrohling vor dem Erhitzen galvanisiert.In still other aspects, there is provided a method of press-hardening a medium-alloyed Mn steel comprising heating a blank of a medium-alloyed Mn steel to a temperature of less than or equal to about 850 ° C to austenitize the steel alloy. The blank is then press hardened to form a press-hardened component. The press-cured component is shaped a second time at a temperature greater than or equal to about the final martensitic temperature. The further molding involves at least one of trimming, punching, or re-striking the press-cured component. The press-cured component is cooled at a controlled rate between the initial martensitic temperature and the final martensitic temperature such that the press-cured component has a microstructure, the martensite greater than or equal to about 80% to less than or equal to about 98%, and retained austenite less than or from about 20% to more than or equal to about 2%. In other embodiments, the blank is heated to a temperature of less than or equal to about 800 ° C to austenitize the center-alloyed Mn steel. In yet other embodiments, the medium-alloyed Mn steel comprises carbon at greater than or equal to about 0.1 wt% to less than or equal to about 0.4 wt% and manganese greater than or equal to about 5 wt%. to less than or equal to about 12% by weight. In further embodiments, the press-cured component has a tensile strength of greater than or equal to about 1700 MPa. In still other embodiments, after further molding the press-cured component, the press-cured component is air-cooled to less than or equal to about room temperature. In additional embodiments, the medium alloyed Mn steel blank is galvanized prior to heating.
In bestimmten Variationen besteht das Verfahren ferner im Wesentlichen aus der Vorbehandlung des mittellegierten Mn-Stahls.In certain variations, the process further consists essentially of the pretreatment of the medium-alloyed Mn steel.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und speziellen Beispiele in dieser Kurzdarstellung dienen ausschließlich zum Veranschaulichen und sollen keinesfalls den Umfang der vorliegenden Offenbarung einschränken.Other applications will be apparent from the description provided herein. The description and specific examples in this summary are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
Figurenlistelist of figures
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich dem Veranschaulichen ausgewählter Ausführungsformen und stellen nicht die Gesamtheit der möglichen Realisierungen dar und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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1 zeigt eine repräsentative Kraftfahrzeug-A-Säule, die gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hergestellt ist; -
2 zeigt eine repräsentative Kraftfahrzeug-B-Säule, die gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hergestellt ist; -
3 zeigt ein herkömmliches Verfahren für das Formen einer pressgehärteten Stahlkomponente; -
4 zeigt ein exemplarisches Verfahren für das Bereitstellen einer pressgehärteten Stahlkomponente gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung; und -
5 zeigt ein exemplarisches Verfahren für das Bereitstellen einer pressgehärteten Stahlkomponente gemäß bestimmten anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
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1 shows a representative automotive A-pillar made in accordance with one aspect of the present invention; -
2 shows a representative automotive B-pillar made in accordance with one aspect of the present invention; -
3 shows a conventional method for molding a press-hardened steel component; -
4 FIG. 3 illustrates an exemplary method for providing a press-hardened steel component in accordance with certain aspects of the present disclosure; FIG. and -
5 FIG. 5 illustrates an exemplary method for providing a press-hardened steel component according to certain other aspects of the present disclosure.
Ähnliche Bezugszeichen geben in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen ähnliche Bauabschnitte an.Like reference numerals indicate similar construction portions throughout the several views of the drawings.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Es werden nun exemplarische Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.Exemplary embodiments will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Es werden exemplarische Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und den Fachleuten deren Umfang vollständig vermittelt. Es werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, wie beispielsweise Beispiele für spezifische Zusammensetzungen, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, beschrieben, um ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Fachleute werden erkennen, dass spezifische Details möglicherweise nicht erforderlich sind, dass exemplarische Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können und dass keine der Ausführungsformen dahingehend ausgelegt werden soll, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränkt. In manchen exemplarischen Ausführungsformen sind wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Techniken nicht ausführlich beschrieben.Exemplary embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and fully convey the scope of those skilled in the art. Numerous specific details are set forth, such as examples of specific compositions, components, devices and methods described to provide a thorough understanding of embodiments of the present disclosure. Those skilled in the art will recognize that specific details may not be required, that exemplary embodiments may be embodied in many different forms, and that neither of the embodiments is to be construed to limit the scope of the disclosure. In some exemplary embodiments, well-known methods, well-known device structures, and well-known techniques are not described in detail.
Die hier verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Die hierin verwendeten Singularformen „ein“ und „der/die/das“, schließen ggf. auch die Pluralformen ein, sofern der Kontext dies' nicht klar ausschließt. Die Begriffe „umfasst“, „beinhaltend“, „einschließlich“ und „hat“ sind nicht ausschließlich und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Bauteile an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von weiteren Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen hiervon aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so auszulegen, dass die beschriebene oder dargestellte Reihenfolge unbedingt erforderlich ist, sofern diese nicht spezifisch als Reihenfolge der Ausführung angegeben ist. Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass zusätzliche oder alternative Schritte angewendet werden können, sofern nicht anders angegeben.The terminology used herein is for the purpose of describing particular exemplary embodiments only and is not intended to be limiting in any way. The singular forms "a" and "the" used herein may also include plurals, unless the context clearly excludes them. The terms "comprising," "including," "including," and "hating" are not exclusive and, therefore, indicate the presence of the specified functions, integral entities, steps, acts, elements, and / or components, but do not exclude the presence or otherwise Adding additional functions, holistic units, steps, operations, elements, parts and / or groups thereof. The method steps, processes and processes described here are not to be interpreted as meaning that the order described or shown is absolutely necessary, unless this is specified specifically as the order of execution. It should also be understood that additional or alternative steps may be used unless otherwise stated.
Wenn eine Komponente, ein Element oder eine Schicht als „an/auf, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einer anderen Komponente bzw. einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, kann es/sie sich entweder direkt an/auf der anderen Komponente, dem anderen Element oder der anderen Schicht befinden, damit in Eingriff stehen, damit verbunden oder damit gekoppelt sein oder es können dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn ein Element im Gegenzug als „direkt an/auf, „direkt in Verbindung mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ anderen Elementen oder Ebenen beschrieben wird, sind ggf. keine zwischenliegenden Elemente oder Ebenen vorhanden. Andere Wörter, die zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen verwendet werden, sind in gleicher Weise zu verstehen (z. B. „zwischen“ und „direkt zwischen“, „angrenzend“ und „direkt angrenzend“ usw.). Der Begriff „und/oder“ schließt alle Kombinationen der zugehörigen aufgelisteten Elemente ein.When a component, element or layer is described as being "on, on, in, engaged with, or coupled with" another component or element, it may either directly on / on the other component, the other element, or the other layer, in engagement with, connected to or coupled to, or there may be intervening elements or layers. In turn, when an element is described as "directly on," "directly in connection with," or "directly coupled with" other elements or planes, there may be no intermediate elements or planes. Other words used to describe the relationship between elements are equally understood (eg, "between" and "directly between," "adjacent" and "directly adjacent," etc.). The term "and / or" includes all combinations of the associated listed items.
Obwohl die Begriffe erste, zweite, dritte usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Ausdrücke einschränkt werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um einen Schritt, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Schritt, einem anderen Element, einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe, wie „erste“, „zweite“, und andere Zahlenbegriffe, wenn hierin verwendet, implizieren keine Sequenz oder Reihenfolge, es sei denn, dies wird eindeutig durch den Kontext angegeben. Somit könnte ein nachstehend erläuterter erster Schritt, diskutiertes erstes Element, diskutierte Komponente, diskutierter Bereich, diskutierte Schicht oder diskutierter Abschnitt als ein zweiter Schritt, ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von der Lehre der exemplarischen Ausführungsformen abzuweichen.Although the terms first, second, third, etc., may be used herein to describe various steps, elements, components, regions, layers, and / or sections, these steps, elements, components, regions, layers, and / or sections are not intended to be these expressions are restricted. These terms are only used to distinguish one step, item, component, region, layer, or section from another step, another element, another region, another layer, or another section. Terms such as "first," "second," and other numerical terms, as used herein, do not imply any sequence or order unless clearly indicated by the context. Thus, a first step discussed below, a discussed first element, a discussed component, a discussed region, a discussed layer, or a discussed section could be referred to as a second step, a second element, a second component, a second region, a second layer, or a second region. without deviating from the teachings of the exemplary embodiments.
Raumbezogene Begriffe, wie „innere“, „äußere“, „unterhalb“, „unter“, „untere“, „über“, „obere“ und dergleichen können hierin zur besseren Beschreibung der Beziehung von einem Element oder einer Ausrüstung zu anderen Elementen oder Eigenschaften, wie in den Figuren dargestellt, verwendet werden. Raumbezogene oder zeitbezogene Begriffe können dazu bestimmt sein, verschiedene in Anwendung oder Betrieb befindliche Anordnungen der Vorrichtung oder des Systems zu umschreiben, zusätzlich zu der auf den Figuren dargestellten Ausrichtung.Spatial terms, such as "inner,""outer,""lower,""lower,""above,""upper," and the like, may be used herein to better describe the relationship of one element or equipment to other elements or the like Properties, as shown in the figures used. Spatial or time related terms may be intended to refer to various arrangements of the application in use or operation Device or the system to circumscribe, in addition to the orientation shown in the figures.
Es sollte für jede Rezitation eines Verfahrens, einer Zusammensetzung, Vorrichtung oder eines Systems, welches bzw. welche bestimmte Schritte, Bestandteile oder Eigenschaften „umfasst“, in Betracht gezogen werden, dass es in bestimmten alternativen Variationen auch denkbar ist, dass diese Verfahren, eine besagte Zusammensetzung, Vorrichtung oder eine besagte Anlage auch „im Wesentlichen“ aus den aufgezählten Schritten, Bestandteilen oder Eigenschaften „bestehen kann“, sodass jegliche andere Schritte, Bestandteile oder Eigenschaften, die materialmäßig die grundlegenden und neuen Eigenschaften der Erfindung verändern, hiervon ausgeschlossen sind.It should be considered for each recitation of a method, composition, device, or system that "includes" certain steps, components, or properties that in certain alternative variations it is also conceivable that these methods, a said composition, device or device may also "consist essentially" of the enumerated steps, components or properties, so that any other steps, components or properties materially altering the basic and novel characteristics of the invention are excluded therefrom.
In dieser Offenbarung repräsentieren die nummerischen Werte grundsätzlich ungefähre Messwerte oder Grenzen von Bereichen, etwa kleinere Abweichungen von den bestimmten Werten und Ausführungsformen, die ungefähr den genannten Wert aufweisen, sowie solche mit genau dem genannten Wert zu umfassen. Im Gegensatz zu den am Ende der ausführlichen Beschreibung bereitgestellten Anwendungsbeispielen sollen alle nummerischen Werte der Parameter (z. B. Größen oder Bedingungen) in dieser Spezifikation einschließlich der beigefügten Ansprüche in allen Fällen durch den Begriff „ungefähr“ verstanden werden, egal ob oder ob nicht „ungefähr“ tatsächlich vor dem Zahlenwert erscheint. „Ungefähr“ weist darauf hin, dass der offenbarte nummerische Wert eine gewisse Ungenauigkeit zulässt (mit einer gewissen Annäherung an die Exaktheit im Wert; ungefähr oder realistisch nahe am Wert; annähernd). Falls die Ungenauigkeit, die durch „ungefähr“ bereitgestellt ist, in Fachkreisen nicht anderweitig mit dieser gewöhnlichen Bedeutung verständlich ist, dann gibt „ungefähr“, wie hierin verwendet, zumindest Variationen an, die sich aus gewöhnlichen Messverfahren und der Verwendung derartiger Parameter ergeben. Wenn aus irgendeinem Grund die durch den Begriff „etwa“ vorgesehene Ungenauigkeit in Fachkreisen mit dieser gewöhnlichen Bedeutung sonst nicht verständlich ist, weist der Begriff „etwa“, wie hierin verwendet, eine mögliche Variation von bis zu 5 % des angegebenen Wertes oder 5 % Varianz der gewöhnlichen Messverfahren an.In this disclosure, the numerical values basically represent approximate measurements or boundaries of ranges, such as minor deviations from the particular values and embodiments having approximately the stated value, as well as those having exactly that value. In contrast to the application examples provided at the end of the detailed description, all numerical values of the parameters (eg, sizes or conditions) in this specification, including the appended claims, are to be understood in all instances by the term "about," whether or not "Approximately" actually appears before the numerical value. "Approximately" indicates that the disclosed numerical value allows for some inaccuracy (with some approximation to accuracy in value, approximately or realistic close to value, approximate). If the inaccuracy provided by "about" is not otherwise understood by those of ordinary skill in the art to be ordinary, then "about" as used herein will at least indicate variations resulting from ordinary measurement techniques and the use of such parameters. If for some reason the inaccuracy provided by the term "about" is not otherwise understood by those of ordinary skill in the art, the term "about" as used herein means a possible variation of up to 5% of the stated value or 5% variance the usual measuring method.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Zusammensetzung“ im weitesten Sinne auf eine Substanz, die mindestens die bevorzugten metallischen Elemente oder Verbindungen enthält, die jedoch auch zusätzliche Substanzen oder Verbindungen, darunter auch Additive oder Verunreinigungen umfassen kann. Der Begriff „Material“ bezieht sich im weitesten Sinne außerdem auf Material, das die bevorzugten Verbindungen oder die bevorzugte Zusammensetzung enthält.As used herein, the term "composition" broadly refers to a substance that contains at least the preferred metallic elements or compounds, but may also include additional substances or compounds, including additives or impurities. The term "material" broadly refers to material containing the preferred compounds or composition.
Darüber hinaus beinhaltet die Offenbarung von Bereichen die Offenbarung aller Werte und weiter unterteilter Bereiche innerhalb des gesamten Bereichs, einschließlich den für die Bereiche angegebenen Endpunkten und Unterbereichen.In addition, the disclosure of areas involves the disclosure of all values and further subdivided areas within the entire area, including the endpoints and subareas specified for the areas.
Die vorliegende Offenbarung stellt Verfahren für Presshärten eines mittellegierten Mn-Stahls bereit, um eine pressgehärtete Komponente mit hoher Festigkeit zu formen. Unter erster Bezugnahme auf
Wie oben erwähnt, wird in bestimmten Ausführungsformen die Verwendung von galvanischen Beschichtungen auf pressgehärtetem Stahl in Betracht gezogen. Solche Komponenten haben gegenüber unbeschichtetem Stahl eine Reihe von Vorteilen. Eine solche galvanische Beschichtung (z. B. mit Zink) bietet für den darunterliegenden Stahl kathodischen Schutz. Zusätzlich zu der Bereitstellung eines zusätzlichen Maßes an Vorteilen der Korrosionsbeständigkeit als eine Sperrbeschichtung sind dem Presshärten nachfolgende Reinigungsoperationen zur Entfernung von Ablagerungen von den Werkzeugoberflächen und -teilen nicht notwendig.As noted above, in certain embodiments, the use of electroplated coatings on press-hardened steel is contemplated. Such components have a number of advantages over uncoated steel. Such a galvanic coating (eg with zinc) provides cathodic protection for the underlying steel. In addition to providing an added measure of corrosion resistance benefits as a barrier coating, post-cure post-cure cleaning operations are not necessary to remove deposits from the tool surfaces and parts.
In verschiedenen Aspekten ist ein besonders geeigneter, nicht einschränkender Stahl ein mittellegierte Mn-Stahl, der Mangan mit mehr als oder gleich etwa 5 Gew.-% bis weniger als oder gleich etwa 12 Gew.-% und mehr als oder gleich etwa 0,1 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 0,4 Gew. -% Kohlenstoff umfasst. Wahlweise kann der mittellegierte Mn-Stahl ferner weniger als oder gleich etwa 1,6 Gew. -% Aluminium, weniger als oder gleich etwa weniger als 1,8 Gew. -% Silikon, weniger als oder gleich etwa 0,25 Gew. -% Molybdän, weniger als oder gleich etwa 0,05 Gew. -% Niob, weniger als oder gleich etwa 0,01 Gew. -% Phosphor, weniger als oder gleich etwa 0,005 Gew. -% Schwefel und weniger als oder gleich etwas weniger als oder gleich etwa 0,006 Gew. -% Stickstoff umfassen. In noch anderen Ausführungsformen kann der mittellegierte Mn-Stahl vorbehandelt sein. Insbesondere kann der mittellegierte Mn-Stahl durch Warmwalzen vorbehandelt werden. In noch anderen Aspekten kann der mittellegierte Mn-Stahl durch Warmwalzen, gefolgt von Kaltwalzen vorbehandelt werden. In noch anderen Aspekten kann der mittellegierte Mn-Stahl durch Warmwalzen, gefolgt von einem Kaltwalzen, gefolgt von einem Glühen vorbehandelt werden.In various aspects, a particularly suitable non-limiting steel is a medium-alloyed Mn steel, the manganese having greater than or equal to about 5 wt% to less than or equal to about 12 wt%, and greater than or equal to about 0.1 Wt% to less than or equal to about 0.4 wt% carbon. Optionally, the medium alloyed Mn steel may further comprise less than or equal to about 1.6 weight percent aluminum, less than or equal to about less than 1.8 weight percent silicone, less than or equal to about 0.25 weight percent. Molybdenum, less than or equal to about 0.05 weight percent niobium, less than or equal to about 0.01 weight percent phosphorus, less than or equal to about 0.005 weight percent sulfur, and less than or equal to slightly less than or equal to about 0.006% by weight of nitrogen. In still other embodiments, the medium alloyed Mn steel may be pretreated. In particular, the medium-alloyed Mn steel can be pretreated by hot rolling. In still other aspects, the medium alloyed Mn steel may be pretreated by hot rolling followed by cold rolling. In still other aspects, the medium alloyed Mn steel may be pretreated by hot rolling followed by cold rolling followed by annealing.
In bestimmten Aspekten zieht die vorliegende Offenbarung ferner die Modifizierung solcher Zusammensetzungen von Stahllegierungen in Betracht, sodass sie galvanische Verzinkungsbeschichtungen aufweisen, jedoch durch Presshärteverfahren verarbeitet werden, um Komponenten mit hoher Festigkeit und vernachlässigbarer Flüssigmetallversprödung (LME) (z. B. Flüssigmetall Zink) zu formen. In solchen Aspekten wird der mittellegierte Mn-Stahl bei einer Temperatur von weniger als oder gleich etwa 782 ° C pressgeformt. Gemäß diesen Aspekten sind die PHS-Komponenten im Wesentlichen frei von LME. Der Begriff „im Wesentlichen frei“ wie hierin erwähnt, bedeutet, dass die LME-Mikrostrukturen und - defekte in dem Ausmaß fehlen, dass unerwünschte physikalische Eigenschaften und Einschränkungen, die mit ihrer Anwesenheit verbunden sind, vermieden werden (z. B. Rissbildung, Verlust der Duktilität und/oder Festigkeitsverlust). In bestimmten Ausführungsformen umfasst eine PHS-Komponente, die „im Wesentlichen frei“ von LME-Defekten ist, weniger als etwa 5 Gew.-% der LME-Spezies oder Defekte, bevorzugt sind weniger als etwa 4 Gew.-%, gegebenenfalls weniger als etwa 3 Gew.-%, gegebenenfalls weniger als etwa 2 Gew.-%, gegebenenfalls weniger als etwa 1 Gew.-%, gegebenenfalls weniger als etwa 0,5 Gew.-% und in bestimmten Ausführungsformen
Bezugnehmend auf
In Übereinstimmung mit bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung bieten die Verfahren für das Presshärten einer Stahlkomponente, die aus den hier betrachteten Stahllegierungen besteht, die Fähigkeit, das Laserschneiden und das herkömmliche Abschrecken zu eliminieren, während immer noch eine geformte PHS-Komponente erzielt wird. Darüber hinaus weist die PHS-Komponente eine höhere Festigkeit und eine bessere Duktilität auf als herkömmliche Stähle, die nach herkömmlichen PHS-Verfahren hergestellt werden. Somit verringert das Gesamtverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung wünschenswerterweise Verarbeitungszeit, Energieanforderungen und Kosten.In accordance with certain aspects of the present disclosure, the processes for press-hardening a steel component comprised of the steel alloys contemplated herein provide the ability to eliminate laser cutting and conventional quenching while still achieving a molded PHS component. In addition, the PHS component has higher strength and better ductility than conventional steels made by conventional PHS processes. Thus, the overall method according to the present disclosure desirably reduces processing time, power requirements, and costs.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „vorbehandelt“ eines von (
Bezugnehmend auf
Nach einem beliebigen optionalen Galvanisieren und/oder Aufwickeln und dem resultierenden Abwickeln wird der gescherte Rohling
Bevor die PHS-Komponente
Bemerkenswerterweise erfordern die hierin offenbarten Stahllegierungen keine Kühlung der PHS-Komponente
Falls erforderlich, erfolgt eine Oberflächenreinigung der PHS-Komponente
Bezugnehmend auf
Nach einem beliebigen optionalen Galvanisieren und/oder Aufwickeln und dem resultierenden Abwickeln wird der gescherte Rohling
Die PHS-Komponente
Bemerkenswerterweise erfordern die hierin offenbarten Stahllegierungen keine Kühlung der PHS-Komponente
Falls erforderlich, erfolgt eine Oberflächenreinigung der PHS-Komponente
Ein erneutes Anschlagen der pressgehärteten Stahllegierungen, die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden, ermöglicht aggressivere Designs. Als nicht einschränkendes Beispiel kann, während ein erstes Formen zu einer geeigneten PHS-Komponente führen kann, das erneute Anschlagen kompliziertere Merkmale und/oder Designs ermöglichen, die maßgeschneidert sind, um externen Kräften, wie etwa einer Kollision, besser zu widerstehen.Re-striking the press-hardened steel alloys made in accordance with the present disclosure allows for more aggressive designs. As a non-limiting example, while a first molding may result in a suitable PHS component, repositioning may allow for more sophisticated features and / or designs that are tailored to better resist external forces such as a collision.
Die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellten pressgehärteten Stahllegierungen stellen eine PHS-Komponente mit einer mehrphasigen Mikrostruktur, einschließlich Martensit und Restaustenit, bereit. Beim Abkühlen erfährt die PHS-Komponente bei einer Temperatur von etwa 250 °C eine diffusionslose Martensitumwandlung. Die Martensitumwandlung setzt sich fort, wenn die PHS-Komponente auf weniger als oder gleich etwa Raumtemperatur abgekühlt wird. Bemerkenswerterweise benötigen die pressgehärteten Stahllegierungen keine Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 27 °C/s, um eine ausreichende martensitische Umwandlung sicherzustellen, was sie von herkömmlichen Stahllegierungen unterscheidet. Vielmehr ist Luftkühlung, wodurch eine Abkühlung mit einer Rate von etwa 10°C/s bereitgestellt wird, ausreichend, um eine bainitische Umwandlung der pressgehärteten Stahllegierungen gemäß der vorliegenden Offenbarung zu verhindern. Das heißt, andere Kühlverfahren, wie z. B. Abschrecken, können verwendet werden, um die Kühlrate der PHS-Komponenten zu steuern, die in der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen werden. In bestimmten Aspekten verleiht die Martensitumwandlung der PHS-Komponente eine hohe Festigkeit, und der Restaustenit bietet eine bessere Duktilität und Schlagzähigkeit als herkömmliche Stahllegierungen. Die Menge an vorhandenem Kohlenstoff und die Austenitisierungstemperatur in den pressgehärteten Stahllegierungen bestimmt die Menge an Ferrit, die in Austenit und anschließend in Martensit umgewandelt wird. In bestimmten Aspekten kann eine PHS-Komponente eine mehrphasige Mikrostruktur aufweisen, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % Martensit nach Volumen und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % umfasst.The press-hardened steel alloys prepared according to the present disclosure provide a PHS component having a multi-phase microstructure including martensite and retained austenite. Upon cooling, the PHS component undergoes diffusionless martensite transformation at a temperature of about 250 ° C. Martensite transformation continues when the PHS component is cooled to less than or equal to about room temperature. Remarkably, The press-hardened steel alloys do not require a cooling rate in excess of 27 ° C./s to ensure sufficient martensitic transformation, which distinguishes them from conventional steel alloys. Rather, air cooling, providing cooling at a rate of about 10 ° C / sec, is sufficient to prevent bainitic transformation of the press-hardened steel alloys of the present disclosure. That is, other cooling methods, such as. Quenching may be used to control the cooling rate of the PHS components contemplated in the present disclosure. In certain aspects, the martensite transformation imparts high strength to the PHS component, and the retained austenite provides better ductility and impact resistance than conventional steel alloys. The amount of carbon present and the austenitizing temperature in the press-hardened steel alloys determines the amount of ferrite that is converted to austenite and then martensite. In certain aspects, a PHS component may have a multi-phase microstructure comprising martensite with greater than or equal to about 80% to less than or equal to about 98% martensite by volume and retained austenite less than or equal to about 20% to greater than or equal to about 2%.
Die pressgehärteten Stahllegierungen, die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden, bieten im Vergleich zu herkömmlichen Stahllegierungen eine ausgezeichnete Festigkeit und Zugdehnung. In einem Beispiel wurde eine Probe einer 22MnB5-Legierung einem Erhitzen auf 930 °C unterzogen und diese Temperatur wurde für ungefähr 360 s gehalten, gefolgt von einem Abschrecken unter die martensitische Endtemperatur. Die Zugfestigkeit der aus 22MnB5 bestehenden Probe betrug etwa 1500 MPa. Eine mittleres Mn umfassende Probe wurde auf 850 °C erhitzt und diese Temperatur wurde für 240 s gehalten, gefolgt von Luftkühlung der Probe auf etwa 620 °C, wobei die Probe
Die Proben wurden weiter analysiert, um ihre Kerbzugzähigkeit zu bestimmen. Eine Probe von 1,4 mm, die aus 22MnB5 bestand und gemäß dem Verfahren des vorhergehenden Absatzes hergestellt wurde, zeigte eine nominelle technische Spannung von etwa 1700 MPa und eine nominelle Bruchdehnung von etwa 1,2 % und etwa 30-50 J/cm2 Zähigkeit, gemessen mit einem Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy (V-Kerbe) bei Raumtemperatur. Eine Probe von 1,4 mm, die aus mittlerem Mn bestand und nach dem Verfahren des vorhergehenden Absatzes hergestellt wurde (worin die mittlere Mn-Legierung auf 800 °C erhitzt wurde), zeigte eine nominelle technische Spannung von etwa 2000 MPa und eine nominelle technische Bruchdehnung von etwa 2,1 % und 70 J/cm2 Zähigkeit, gemessen mit einem Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy (V-Kerbe) bei Raumtemperatur.The samples were further analyzed to determine their notch toughness. A 1.4 mm sample made of 22MnB5 prepared according to the method of the previous paragraph showed a nominal engineering stress of about 1700 MPa and a nominal elongation at break of about 1.2% and about 30-50 J / cm 2 Toughness measured by a Charpy (V-notch) impact test at room temperature. A 1.4 mm sample consisting of medium Mn prepared according to the procedure of the preceding paragraph (in which the Mn middle alloy was heated to 800 ° C) showed a nominal engineering stress of about 2000 MPa and a nominal engineering Elongation at break of about 2.1% and 70 J / cm 2 toughness as measured by a Charpy (V-notch) impact test at room temperature.
In einem exemplarischen Verfahren umfasst das Verfahren das Erhitzten eines Rohlings aus einem mittellegierten Mn-Stahl auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C, um die Stahllegierung zu austenitisieren. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente bei einer Temperatur höher als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ferner bei einer Temperatur von weniger als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur bis zu einer höheren oder gleich der martensitischen Endtemperatur geformt, und die pressgehärtete Komponente hat eine maximale Zugfestigkeit von mehr als oder gleich bis etwa 1700 MPa. In anderen Variationen wird der Rohling auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 800 °C erhitzt, um den mittellegierten Mn-Stahl zu austenitisieren. Der mittellegierte Mn-Stahl kann Kohlenstoff mit mehr als oder gleich etwa 0,1 Gew.-% bis weniger als oder gleich etwa 0,4 Gew.-% und Mangan mit mehr als oder gleich etwa 5 Gew.-% bis weniger als oder gleich etwa 12 Gew.-% umfassen. In weiteren Ausführungsformen wird der mittellegierte Mn-Stahlrohling vor dem Erhitzen galvanisiert. In anderen Aspekten hat die pressgehärtete Komponente eine Zugdehnung von größer als oder gleich etwa 8 %. In noch anderen Aspekten kann die pressgehärtete Stahlkomponente nach dem weiteren Formen der pressgehärteten Komponente auf die martensitische Endtemperatur luftgekühlt werden. Die pressgehärtete Komponente kann eine Mikrostruktur aufweisen, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % aufweist.In an exemplary method, the method comprises heating a blank of a medium-alloyed Mn steel to a temperature of less than or equal to about 850 ° C to austenitize the steel alloy. The blank is then press-hardened to form a press-cured component at a temperature higher than or equal to the martensitic initial temperature. The press-cured component is further molded at a temperature from less than or equal to the martensitic initial temperature to higher than or equal to the final martensitic temperature, and the press-cured component has a maximum tensile strength greater than or equal to about 1700 MPa. In other variations, the blank is heated to a temperature of less than or equal to about 800 ° C to austenitize the center-alloyed Mn steel. The medium-alloyed Mn steel may contain carbon at greater than or equal to about 0.1 wt.% To less than or equal to about 0.4 wt.% And manganese at greater than or equal to about 5 wt.% To less than or equal to about 12% by weight. In further embodiments, the medium alloyed Mn steel blank is galvanized prior to heating. In other aspects, the press-cured component has a tensile elongation of greater than or equal to about 8%. In still other aspects, the press-hardened steel component may after further molding the press-hardened component to the martensitic final temperature air-cooled. The press-cured component may have a microstructure comprising martensite greater than or equal to about 80% to less than or equal to about 98% and retained austenite having less than or equal to about 20% to greater than or equal to about 2%.
In einem anderen Beispiel kann das Verfahren im Wesentlichen aus den folgenden Schritten bestehen. Ein Rohling eines mittellegierten Mn-Stahls wird auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C erhitzt, um die Stahllegierung zu austenitisieren. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente bei einer Temperatur höher als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ferner bei einer Temperatur von weniger als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur bis zu einer höheren oder gleich der martensitischen Endtemperatur geformt, und die pressgehärtete Komponente hat eine maximale Zugfestigkeit von mehr als oder gleich bis etwa 1700 MPa. In bestimmten anderen Variationen kann ein solches Verfahren weiter eingeschränkt sein, wenn es im Wesentlichen aus Folgendem, aus einer beliebigen Kombination des Folgenden oder allen Folgenden besteht: (
In noch einem anderen Beispiel kann das Verfahren aus den folgenden Schritten bestehen. Ein Rohling eines mittellegierten Mn-Stahls wird auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C erhitzt, um die Stahllegierung austenitisieren zu können. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente bei einer Temperatur höher als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ferner bei einer Temperatur von weniger als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur bis zu einer höheren oder gleich der martensitischen Endtemperatur geformt, und die pressgehärtete Komponente hat eine maximale Zugfestigkeit von mehr als oder gleich bis etwa 1700 MPa. In bestimmten anderen Variationen kann ein solches Verfahren weiter eingeschränkt sein, wenn es ferner aus dem Folgenden, einer beliebigen Kombination von Folgendem oder allen Folgenden besteht: (
In einem anderen exemplarischen Verfahren umfasst das Verfahren das Erhitzten eines Rohlings aus mittellegiertem Mn-Stahl auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C zum Austenitisieren der Stahllegierung. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente bei einer Temperatur größer als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur zu formen. Nach dem Presshärten wird die pressgehärtete Komponente ferner bei einer Temperatur von mehr als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur geformt, und die pressgehärtete Komponente hat eine maximale Zugfestigkeit von mehr als oder gleich etwa 1700 MPa. In anderen Variationen wird der Rohling auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 800 °C erhitzt, um den mittellegierten Mn-Stahl zu austenitisieren. Der mittellegierte Mn-Stahl kann Kohlenstoff mit mehr als oder gleich etwa 0,1 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 0,4 Gew. -% und Mangan mit mehr als oder gleich etwa 5 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 12 Gew. - % umfassen. In weiteren Ausführungsformen wird der mittellegierte Mn-Stahlrohling vor dem Erhitzen galvanisiert. In anderen Aspekten hat die pressgehärtete Komponente eine Zugdehnung von größer als oder gleich etwa 8 %. In noch anderen Aspekten wird die pressgehärtete Stahlkomponente nach dem weiteren Formen der pressgehärteten Komponente auf die martensitische Endtemperatur luftgekühlt. Die pressgehärtete Komponente kann eine Mikrostruktur aufweisen, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % aufweist.In another exemplary method, the method includes heating a blanket of medium-alloyed Mn steel to a temperature less than or equal to about 850 ° C to austenitize the steel alloy. The blank is then press-hardened to form a press-cured component at a temperature greater than or equal to the martensitic initial temperature. Further, after press-hardening, the press-hardened component is molded at a temperature higher than or equal to the martensitic start temperature, and the press-hardened component has a maximum tensile strength of more than or equal to about 1700 MPa. In other variations, the blank is heated to a temperature of less than or equal to about 800 ° C to austenitize the center-alloyed Mn steel. The medium-alloyed Mn steel may contain carbon at greater than or equal to about 0.1 wt.% To less than or equal to about 0.4 wt.% And manganese at greater than or equal to about 5 wt.% To less than or equal to about 12% by weight. In further embodiments, the medium alloyed Mn steel blank is galvanized prior to heating. In other aspects, the press-hardened Component has a tensile elongation of greater than or equal to about 8%. In still other aspects, the press-hardened steel component is air-cooled to the final martensitic temperature after further molding the press-hardened component. The press-cured component may have a microstructure comprising martensite greater than or equal to about 80% to less than or equal to about 98% and retained austenite having less than or equal to about 20% to greater than or equal to about 2%.
In einem anderen Beispiel kann das Verfahren im Wesentlichen aus den folgenden Schritten bestehen. Ein Rohling, der einen mittellegierten Mn-Stahl umfasst, wird auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C erhitzt, um die Stahllegierung zu austenitisieren. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente bei einer Temperatur größer als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur zu formen. Nach dem Presshärten wird die pressgehärtete Komponente ferner bei einer Temperatur von mehr als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur geformt, und die pressgehärtete Komponente hat eine maximale Zugfestigkeit von mehr als oder gleich etwa 1700 MPa. In bestimmten anderen Variationen kann ein solches Verfahren weiter eingeschränkt sein, wenn es im Wesentlichen aus Folgendem, aus einer beliebigen Kombination des Folgenden oder allen Folgenden besteht: (
In noch einem anderen Beispiel kann das Verfahren aus den folgenden Schritten bestehen. Ein Rohling, der einen mittellegierten Mn-Stahl umfasst, wird auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C erhitzt, um die Stahllegierung zu austenitisieren. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente bei einer Temperatur größer als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur zu formen. Nach dem Presshärten wird die pressgehärtete Komponente ferner bei einer Temperatur von mehr als oder gleich der martensitischen Anfangstemperatur geformt, und die pressgehärtete Komponente hat eine maximale Zugfestigkeit von mehr als oder gleich etwa 1700 MPa. In bestimmten anderen Variationen kann ein solches Verfahren weiter eingeschränkt sein, wenn es ferner aus dem Folgenden, einer beliebigen Kombination von Folgendem oder allen Folgenden besteht: (
In einem zusätzlichen exemplarischen Verfahren umfasst ein Verfahren das Erhitzen eines Rohlings aus einem mittellegiertem Mn-Stahl auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C zum Austenitisieren der Stahllegierung. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ein zweites Mal bei einer Temperatur von mehr als oder gleich etwa der martensitischen Endtemperatur geformt. Das weitere Formen beinhaltet zumindest eines von Trimmen, Stanzen oder erneutem Anschlagen der pressgehärteten Komponente. Die pressgehärtete Komponente wird mit einer gesteuerten Rate zwischen der martensitischen Anfangstemperatur und der martensitischen Endtemperatur abgekühlt, sodass die pressgehärtete Komponente eine Mikrostruktur aufweist, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % umfasst. In anderen Variationen wird der Rohling auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 800 °C erhitzt, um den mittellegierten Mn-Stahl zu austenitisieren. Der mittellegierte Mn-Stahl kann Kohlenstoff mit mehr als oder gleich etwa 0,1 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 0,4 Gew. -% und Mangan mit mehr als oder gleich etwa 5 Gew. -% bis weniger als oder gleich etwa 12 Gew. - % umfassen. In weiteren Ausführungsformen hat die pressgehärtete Komponente eine Zugfestigkeit von größer als oder gleich etwa 1700 MPa. In noch anderen Aspekten wird die pressgehärtete Stahlkomponente nach dem weiteren Formen der pressgehärteten Komponente auf die martensitische Endtemperatur luftgekühlt. In weiteren Ausführungsformen wird der mittellegierte Mn-Stahlrohling vor dem Erhitzen galvanisiert.In an additional exemplary method, a method comprises heating a blank of a medium-alloyed Mn steel to a temperature less than or equal to about 850 ° C to austenitize the steel alloy. The blank is then press hardened to form a press-hardened component. The press-cured component is shaped a second time at a temperature greater than or equal to about the final martensitic temperature. The further molding involves at least one of trimming, punching or re-striking the press-hardened component. The press-cured component is cooled at a controlled rate between the initial martensitic temperature and the final martensitic temperature such that the press-cured component has a microstructure, the martensite greater than or equal to about 80% to less than or equal to about 98%, and retained austenite less than or from about 20% to more than or equal to about 2%. In other variations, the blank is at a temperature of less than or equal to heated to about 800 ° C to austenitize the medium-alloyed Mn steel. The medium-alloyed Mn steel may contain carbon at greater than or equal to about 0.1 wt.% To less than or equal to about 0.4 wt.% And manganese at greater than or equal to about 5 wt.% To less than or equal to about 12% by weight. In further embodiments, the press-cured component has a tensile strength of greater than or equal to about 1700 MPa. In still other aspects, the press-hardened steel component is air-cooled to the final martensitic temperature after further molding the press-hardened component. In further embodiments, the medium alloyed Mn steel blank is galvanized prior to heating.
In einem anderen Beispiel kann das Verfahren im Wesentlichen aus den folgenden Schritten bestehen. Ein Rohling bestehen aus einem mittellegierten Mn-Stahl wird auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C erhitzt, um die Stahllegierung zu austenitisieren. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ein zweites Mal bei einer Temperatur von mehr als oder gleich etwa der martensitischen Endtemperatur geformt. Das weitere Formen beinhaltet zumindest eines von Beschneiden, Stanzen oder erneutem Anschlagen der pressgehärteten Komponente. Die pressgehärtete Komponente wird mit einer gesteuerten Rate zwischen der martensitischen Anfangstemperatur und der martensitischen Endtemperatur abgekühlt, sodass die pressgehärtete Komponente eine Mikrostruktur aufweist, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % umfasst. In bestimmten anderen Variationen kann ein solches Verfahren weiter eingeschränkt sein, wenn es im Wesentlichen aus Folgendem, aus einer beliebigen Kombination des Folgenden oder allen Folgenden besteht: (
In noch einem anderen Beispiel kann das Verfahren aus den folgenden Schritten bestehen. Ein Rohling bestehen aus einem mittellegierten Mn-Stahl wird auf eine Temperatur von weniger als oder gleich etwa 850 °C erhitzt, um die Stahllegierung zu austenitisieren. Der Rohling wird dann pressgehärtet, um eine pressgehärtete Komponente zu formen. Die pressgehärtete Komponente wird ein zweites Mal bei einer Temperatur von mehr als oder gleich etwa der martensitischen Endtemperatur geformt. Das weitere Formen beinhaltet zumindest eines von Beschneiden, Stanzen oder erneutem Anschlagen der pressgehärteten Komponente. Die pressgehärtete Komponente wird mit einer gesteuerten Rate zwischen der martensitischen Anfangstemperatur und der martensitischen Endtemperatur abgekühlt, sodass die pressgehärtete Komponente eine Mikrostruktur aufweist, die Martensit mit mehr als oder gleich etwa 80 % bis weniger als oder gleich etwa 98 % und Restaustenit mit weniger als oder gleich etwa 20 % bis mehr als oder gleich etwa 2 % umfasst. In bestimmten anderen Variationen kann ein solches Verfahren weiter eingeschränkt sein, wenn es ferner aus dem Folgenden, einer beliebigen Kombination von Folgendem oder allen Folgenden besteht: (
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient lediglich der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht erschöpfend und soll die Offenbarung in keiner Weise beschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls gegeneinander austauschbar und in einer ausgewählten Ausführungsform verwendbar, auch wenn dies nicht gesondert dargestellt oder beschrieben ist. Auch diverse Variationen sind denkbar. Diese Variationen stellen keine Abweichung von der Offenbarung dar, und alle Modifikationen dieser Art verstehen sich als Teil der Offenbarung und fallen in ihren Schutzumfang.The foregoing description of the embodiments is merely illustrative and descriptive. It is not exhaustive and is not intended to limit the revelation in any way. Individual elements or features of a particular embodiment are generally not limited to this particular embodiment, but may be interchangeable and optionally usable in a selected embodiment, although not separately illustrated or described. Also various variations are conceivable. These variations are not deviations from the disclosure, and all modifications of this nature are part of the disclosure and are within its scope.
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