RU2783829C1 - Method for production of welded steel billet and corresponding welded steel billet - Google Patents
Method for production of welded steel billet and corresponding welded steel billet Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783829C1 RU2783829C1 RU2021118316A RU2021118316A RU2783829C1 RU 2783829 C1 RU2783829 C1 RU 2783829C1 RU 2021118316 A RU2021118316 A RU 2021118316A RU 2021118316 A RU2021118316 A RU 2021118316A RU 2783829 C1 RU2783829 C1 RU 2783829C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- weld
- steel
- coated
- welded
- aluminum
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 228
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 228
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 title 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 140
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 109
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 100
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 86
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 49
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 34
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 96
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 61
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 45
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000001995 intermetallic alloy Substances 0.000 claims description 39
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 12
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000001680 brushing Effects 0.000 claims description 5
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 82
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910015372 FeAl Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N N#B Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010599 Verbascum thapsus Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- PALQHNLJJQMCIQ-UHFFFAOYSA-N boron;manganese Chemical compound [Mn]#B PALQHNLJJQMCIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910000529 magnetic ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения сварной стальной заготовки, к сварной стальной заготовке, полученной таким образом, к способу получения сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали из сварной стальной заготовки и к полученной таким образом сварной, сформованной горячим прессованием и охлаждением стальной детали. The present invention relates to a method for producing a welded steel billet, to a welded steel billet thus obtained, to a method for producing a welded, hot-pressed and cooled steel piece from a welded steel billet, and to a welded, hot-pressed and cooled steel piece thus obtained.
Способы получения сварных деталей из стальных листов различного состава и/или толщины, которые сварены встык друг с другом, известны из уровня техники. Более конкретно, сварные заготовки обычно нагревают до температуры, обеспечивающей аустенизацию стали, и затем подвергают горячему прессованию и охлаждению в аппарате горячего прессования. Композицию стали можно подобрать таким образом, чтобы обеспечить возможность последующих операций нагревания и прессования, а также придать сварной стальной детали высокую механическую прочность, высокую ударную вязкость и хорошую коррозионную стойкость. Methods for producing welded parts from steel sheets of various compositions and/or thicknesses that are butt welded to each other are known in the art. More specifically, the welded billets are usually heated to a temperature that austenizes the steel, and then subjected to hot pressing and cooling in a hot pressing apparatus. The composition of the steel can be chosen to allow subsequent heating and pressing operations, as well as to give the welded steel part high mechanical strength, high toughness and good corrosion resistance.
Стальные детали указанного типа применяются, в частности, в автомобильной промышленности, и более конкретно для изготовления деталей против несанкционированного доступа, конструкционных деталей или деталей, обеспечивающих безопасность автомобилей.Steel parts of this type are used, in particular, in the automotive industry, and more specifically for the manufacture of parts against unauthorized access, structural parts or parts that ensure the safety of vehicles.
С целью предотвращения коррозии стальные листы предварительно покрывают грунтовкой на основе алюминия, которую наносят путем погружения в расплав ванны, содержащей алюминий. Если стальные листы свариваются без какой-либо предварительной подготовки, предварительное покрытие на основе алюминия будет разбавлено стальной подложкой в расплавленном металле во время операции сварки. В диапазоне содержания алюминия в предварительном покрытии затем могут протекать два явления. In order to prevent corrosion, the steel sheets are pre-coated with an aluminum-based primer, which is applied by dipping into the melt of a bath containing aluminum. If steel sheets are welded without any pre-treatment, the aluminum based pre-coating will be diluted with the steel substrate in the molten metal during the welding operation. Within the aluminum content range of the precoat, two phenomena can then occur.
Если локальное содержание алюминия в расплавленном металле является высоким, то образуются интерметаллические соединения в сварном шве, что является результатом разбавления части предварительного покрытия в расплавленном металле и сплавления, которое происходит в течение последующего нагревания сварного шва до стадии горячего прессования. Эти интерметаллические соединения являются центрами, где, наиболее вероятно, может происходить зарождение трещин. If the local content of aluminum in the molten metal is high, then intermetallic compounds are formed in the weld, which is the result of dilution of part of the pre-coat in the molten metal and fusion, which occurs during the subsequent heating of the weld to the hot pressing stage. These intermetallic compounds are the centers where crack initiation is most likely to occur.
Кроме того, алюминий стимулирует повышение температуры аустенизации (Ac3) в сварном шве, причем эта модификация аустенитной области будет приобретать все большее значение по мере повышения содержания алюминия в сварном шве. В некоторых случаях, это может предотвратить полную аустенизацию сварного шва, которая обязательно происходит при нагревании до прессования и является первой стадией, необходимой для горячей штамповки и получения мартенситной структуры в сварном шве после горячего прессования и охлаждения. In addition, aluminum stimulates an increase in the austenitization temperature (Ac3) in the weld, and this modification of the austenitic region will become increasingly important as the aluminum content in the weld increases. In some cases, this can prevent complete austenitization of the weld, which necessarily occurs during heating prior to pressing and is the first step required for hot stamping and obtaining a martensitic structure in the weld after hot pressing and cooling.
Более того, алюминий также оказывает отрицательное воздействие на способность к закаливанию сварного шва, поскольку алюминий повышает критическую скорость охлаждения, необходимую для получения мартенситной или бейнитной структуры в сварном шве в течение охлаждения. Moreover, aluminum also has a negative effect on the hardenability of the weld, since aluminum increases the critical cooling rate required to obtain a martensitic or bainitic structure in the weld during cooling.
Следовательно, уже невозможно получать мартенсит или бейнит в течение охлаждения после горячего прессования, и полученный таким образом сварной шов будет содержать феррит. Тогда сварной шов будет обладать меньшей твердостью и механической прочностью, чем два примыкающих листа стали, и поэтому представляет собой наиболее слабую часть детали.Therefore, it is no longer possible to obtain martensite or bainite during cooling after hot pressing, and the weld thus obtained will contain ferrite. Then the weld will have less hardness and mechanical strength than two adjacent sheets of steel, and therefore represents the weakest part of the part.
В опубликованном патенте EP2007545 описано решение проблемы, состоящее в удалении поверхностного слоя металлического сплава на кромке сварного шва предварительно покрытых стальных листов, который, как предполагается, будет внедряться, по меньшей мере частично, в зону сварного соединения металла. Указанное удаление может быть осуществлено путем щёточной очистки или с использованием лазерного луча. Слой интерметаллического сплава сохраняется с целью обеспечения коррозионной стойкости и для предотвращения явлений обезуглероживания и окисления в течение термической обработки, предшествующей операции прессования. В этом случае влияние алюминия уменьшается из-за локального удаления поверхностного слоя покрытия.The published patent EP2007545 describes a solution to the problem of removing the surface layer of a metal alloy at the weld edge of pre-coated steel sheets, which is expected to be embedded, at least partially, in the metal weld zone. This removal can be done by brushing or using a laser beam. The intermetallic alloy layer is retained to provide corrosion resistance and to prevent decarburization and oxidation phenomena during the heat treatment prior to the pressing operation. In this case, the influence of aluminum is reduced due to the local removal of the surface layer of the coating.
Однако авторы настоящей заявки на патент обнаружили, что даже в случае удаления поверхностного слоя металлического сплава на кромке сварного шва предварительно покрытых стальных листов, сварной шов еще может иметь несоответствующие механические характеристики. Конечно, концентрация алюминия в сварном шве еще может быть достаточно высокой, благодаря наличию выступающих частей покрытия на боковой поверхности стального листа, на кромке сварного шва, в результате операции удаления, и/или для тонких стальных листов, например, имеющих толщину меньше или равную 1,0 мм. However, the inventors of the present patent application have found that even if the surface layer of the metal alloy at the weld edge of the pre-coated steel sheets is removed, the weld may still have inadequate mechanical characteristics. Of course, the concentration of aluminum in the weld can still be quite high, due to the presence of raised parts of the coating on the side surface of the steel sheet, on the edge of the weld, as a result of the removal operation, and/or for thin steel sheets, for example, having a thickness less than or equal to 1 .0 mm.
В документах EP 2 737971, US 2016/0144456 и WO 2014075824 описана попытка разработать способ, в котором предварительно покрытые листы сваривают без предварительного удаления предварительного покрытия, с использованием присадочной проволоки, содержащей элементы, стабилизирующие аустенит, такие как углерод, марганец или никель, с целью получения полностью мартенситной структуры в сварном шве, после горячего прессования и охлаждения, несмотря на присутствие алюминия в шве, в результате плавления предварительного покрытия.
Однако указанные способы не являются вполне удовлетворительными, поскольку в них рассматривается только одна из проблем, связанных с присутствием алюминия в сварочной ванне: компенсация температуры аустенизации (Ac3) и, в некоторых случаях, применение высокоуглеродистой присадочной проволоки может вызвать сегрегацию в сварном шве. Действительно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что способы, описанные в указанных выше документах, не позволяют получить удовлетворительные механические свойства для деталей, полученных после горячего прессования и охлаждения, особенно при содержании алюминия больше или равном 0,7% по массе в сварном шве. В частности, для таких деталей существует высокая вероятность повреждения в сварном шве при испытании на растяжение в направлении, обратном сварному шву.However, these methods are not entirely satisfactory, as they address only one of the problems associated with the presence of aluminum in the weld pool: austenitization temperature compensation (Ac3) and, in some cases, the use of high carbon filler wire can cause segregation in the weld. Indeed, the inventors of the present invention have found that the methods described in the above documents do not provide satisfactory mechanical properties for parts obtained after hot pressing and cooling, especially when the aluminum content is greater than or equal to 0.7% by weight in the weld. In particular, for such parts, there is a high probability of damage in the weld during a tensile test in the direction opposite to the weld.
Способ, раскрытый в документах WO 2015/086781 и EP 2942143, также относится к указанной проблеме, причем описаны способы, в которых предварительно покрытые стальные листы свариваются с использованием особых методов сварки со специфическими материалами наполнителя. The method disclosed in documents WO 2015/086781 and EP 2942143 also addresses this problem, and methods are described in which pre-coated steel sheets are welded using specific welding methods with specific filler materials.
Более конкретно, в документе WO 2015/086781 предлагается использовать двухточечную лазерную сварку, подводя материал наполнителя в виде металлического порошка, который имеет следующий состав, в процентах по массе: C: 0-0,03 масс.%, Mo: 2,0-3,0 масс.%, Ni: 10-14 масс.%, Mn: 1,0-2,0 масс.%, Cr: 16-18 масс.% и Si: 0,0-1,0 масс.%, причем остальное представляет собой железо. More specifically, document WO 2015/086781 proposes to use two-point laser welding by supplying a filler material in the form of metal powder, which has the following composition, in percent by weight: C: 0-0.03 wt.%, Mo: 2.0- 3.0 wt.%, Ni: 10-14 wt.%, Mn: 1.0-2.0 wt.%, Cr: 16-18 wt.% and Si: 0.0-1.0 wt.% , with the rest being iron.
В документе EP 2 942143 предлагается использовать гибридную лазерно/дуговую сварку с использованием дуговой сварки с горелкой, расположенной перед лазерным лучом, подводя материал наполнителя в виде присадочной проволоки, которая имеет следующий состав C:0-0,3 масс.%, Mo: 0-0,4 масс.%, Ni: 6-20 масс.%, Mn: 0,5-7 масс.%, Cr: 5-22 масс.% и Si: 0-1,3 масс.%, Nb: 0-0,7 масс.%, причем остальное представляет собой железо.
Указанные способы также являются неудовлетворительными. Действительно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что применение присадочной проволоки, описанной в этих документах, приводит к высокой вероятности повреждения детали после горячего прессования и охлаждения, в зоне непосредственно примыкающей к сварному шву.These methods are also unsatisfactory. Indeed, the inventors of the present invention have found that the use of the filler wire described in these documents leads to a high probability of damage to the part after hot pressing and cooling, in the area immediately adjacent to the weld.
Кроме того, применение гибридной лазерно/дуговой сварки является нежелательным, поскольку при гибридной лазерно/дуговой сварке невозможно достижение таких же скоростей сварки, как при лазерной сварке, и поэтому происходит уменьшение общей производительности процесса. In addition, the use of hybrid laser/arc welding is undesirable because hybrid laser/arc welding cannot achieve the same welding speeds as laser welding, and therefore reduces the overall productivity of the process.
Более того, добавление порошка обычно труднее осуществить в крупномасштабной промышленной установке, чем присадочной проволоки.Moreover, the addition of powder is usually more difficult to accomplish in a large scale industrial plant than filler wire.
Во всех способах, основанных на добавлении материала наполнителя, упомянутых выше, только устанавливаются диапазоны химического состава материала наполнителя, причем, поскольку параметры и условия сварки оказывают влияние на интенсивность расхода материала наполнителя, единственная присадочная проволока может привести к весьма различному химическому составу сварного шва. Поэтому оказывается, что описание состава одной присадочной проволоки является недостаточным для решения упомянутых выше проблем. In all of the filler material addition methods mentioned above, filler material chemistry ranges are only set, and since welding parameters and conditions affect the filler material consumption rate, a single filler wire can lead to very different weld chemistry. Therefore, it turns out that the description of the composition of a single filler wire is insufficient to solve the problems mentioned above.
Следовательно, целью изобретения является разработка способа получения сварной стальной заготовки из двух указанных, предварительно покрытых листов, который обеспечивает получение, после горячего прессования и охлаждения, детали, обладающей удовлетворительными характеристиками безопасности при столкновении, даже при относительно высоком содержании алюминия в сварном шве.Therefore, the object of the invention is to develop a process for producing a welded steel billet from said two pre-coated sheets, which provides, after hot pressing and cooling, a part having satisfactory crash safety characteristics, even with a relatively high aluminum content in the weld.
Для этой цели, в частности, желательно полностью устранить хрупкое разрушение в сварном шве.For this purpose, in particular, it is desirable to completely eliminate brittle fracture in the weld.
Для этой цели в изобретении предложен способ получения сварной стальной заготовки, который включает в себя последовательные стадии: For this purpose, the invention proposes a method for producing a welded steel billet, which includes the following steps:
- предоставление двух предварительно покрытых листов, причем каждый предварительно покрытый лист содержит стальную подложку (3), имеющий предварительное покрытие на каждой из двух главных поверхностей, предварительное покрытие, включающее слой интерметаллического сплава, содержащего по меньшей мере железо и алюминий, и необязательно, слой металлического сплава простирающийся поверх слоя интерметаллического сплава, причем слой металлического сплава является слоем алюминия, слоем алюминиевого сплава или слоем сплава на основе алюминия, - providing two pre-coated sheets, each pre-coated sheet containing a steel substrate (3) having a pre-coating on each of the two main surfaces, a pre-coating comprising a layer of an intermetallic alloy containing at least iron and aluminum, and optionally, a layer of metallic alloy extending over the intermetallic alloy layer, wherein the metallic alloy layer is an aluminum layer, an aluminum alloy layer or an aluminum-based alloy layer,
каждый предварительно покрытый лист, включающий на каждой из двух главных поверхностей, на кромке сварного шва, предназначенной для включения, по меньшей мере частично, внутрь сварного шва, зону удаления, в которой удалено предварительное покрытие над устраняемой частью, составляющей между 30% и 100% от толщины предварительного покрытия;each pre-coated sheet, comprising on each of the two main surfaces, at the edge of the weld, intended to be included, at least partially, inside the weld, a removal zone in which the pre-coat is removed over the part to be removed, comprising between 30% and 100% on the thickness of the preliminary coating;
- сварка встык предварительно покрытых листов с использованием присадочной проволоки с целью создания сварного шва в месте соединения предварительно покрытых листов, причем сварной шов имеет среднее содержание алюминия AlWJ в диапазоне между 0,1 масс.% и 1,2 масс.%, butt-welding the pre-coated sheets using a filler wire to create a weld at the junction of the pre-coated sheets, the weld having an average aluminum content Al WJ in the range between 0.1 wt.% and 1.2 wt.%,
гдеwhere
- состав присадочной проволоки и доля присадочной проволоки, добавленной в сварочную ванну, выбирают таким образом, чтобы полученный таким образом сварной шов имел характеристики:- the composition of the filler wire and the proportion of filler wire added to the weld pool are chosen so that the weld thus obtained has the characteristics:
(a) коэффициент закаливания FTWJ сварного шва такой, что (критерий C1), (a) the quenching factor FT WJ of the weld is such that (criterion C1),
где:where:
- FTBM представляет собой коэффициент закаливания наименее упрочняемой стальной подложки среди стальных подложек двух предварительно покрытых листов, и- FT BM is the hardening factor of the least hardenable steel substrate among the steel substrates of the two pre-coated sheets, and
- коэффициенты закаливания FTWJ и FTBM определяются с использованием следующей формулы: FT=128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi + 5xCr - 79xAl - 2xNi² - 1532xC² - 5xMn² - 127xSi² - 40xCxNi - 4xNixMn, где Al, Cr, Ni, C, Mn и Si означают соответственно среднее содержание алюминия, хрома, никеля, углерода, марганца и кремния, выраженное в процентах по массе, от области, для которой следует определить коэффициент закаливания, причем указанная область является сварным швом в случае FTWJ и наименее упрочняемой подложкой в случае FTBM, - hardening factors FT WJ and FT BM are determined using the following formula: FT=128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi + 5xCr - 79xAl - 2xNi² - 1532xC² - 5xMn² - 127xSi² - 40xCxNi - 4xNixMn, where Al, Cr, Ni, C , Mn and Si mean, respectively, the average content of aluminum, chromium, nickel, carbon, manganese and silicon, expressed as a percentage by mass, of the area for which the hardening factor should be determined, and the specified area is the weld in the case of FT WJ and the least hardenable substrate in the case of FT BM ,
(b) среднее содержание никеля NiWJ в сварном шве удовлетворяет следующему соотношению: NiWJ ≤ 14-3,4xAlWJ, где AlWJ означает среднее содержание алюминия в сварном шве (критерий C2); и(b) the average nickel content Ni WJ in the weld satisfies the following relationship: Ni WJ ≤ 14-3.4xAl WJ , where Al WJ is the average aluminum content in the weld (criterion C2); and
(c) среднее содержание хрома CrWJ в сварном шве удовлетворяет следующему соотношению: CrWJ ≤ 5-2xAlWJ, где AlWJ означает среднее содержание алюминия в сварном шве (критерий C3). (c) the average chromium content Cr WJ in the weld satisfies the following relationship: Cr WJ ≤ 5-2xAl WJ , where Al WJ is the average aluminum content in the weld (criterion C3).
Согласно конкретным вариантам осуществления способ может включать один или несколько следующих признаков, взятых отдельно или согласно любой технически возможной комбинации:In specific embodiments, the method may include one or more of the following features, taken alone or in any technically feasible combination:
- сталь подложки по меньшей мере одного из предварительно покрытых листов, и, например, каждый предварительно покрытый лист содержит, по массе:- the steel of the substrate of at least one of the pre-coated sheets, and, for example, each pre-coated sheet contains, by weight:
0,10% ≤ C ≤ 0,5%0.10% ≤ C ≤ 0.5%
0,5% ≤ Mn ≤ 4,5%0.5% ≤ Mn ≤ 4.5%
0,1% ≤ Si ≤ 1%0.1% ≤ Si ≤ 1%
0,01% ≤ Cr ≤ 1%0.01% ≤ Cr ≤ 1%
Ti ≤ 0,2%Ti ≤ 0.2%
Al ≤ 0,1%Al ≤ 0.1%
S ≤ 0,05%S ≤ 0.05%
P ≤ 0,1%P ≤ 0.1%
B ≤ 0,010%,B ≤ 0.010%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве.the rest is iron and impurities that appeared during production.
- подложка каждого предварительно покрытого листа выполнена из стали, упрочняющейся при прессовании; - the substrate of each pre-coated sheet is made of steel, hardened by pressing;
- среднее содержание алюминия в сварном шве больше или равно 0,15 масс.%;- the average aluminum content in the weld is greater than or equal to 0.15 wt.%;
-среднее содержание алюминия в сварном шве меньше или равно 0,8 масс.%; - the average aluminum content in the weld is less than or equal to 0.8 wt.%;
- среднее содержание никеля в сварном шве заключено между 0,1 масс.% и 13,6 масс.%, и более конкретно между 0,2 масс.% и 12,0 масс.%; - the average nickel content in the weld is between 0.1 wt.% and 13.6 wt.%, and more specifically between 0.2 wt.% and 12.0 wt.%;
- сварная стальная заготовка является такой, что после горячего прессования и охлаждения, ударная вязкость по Шарпи сварного шва при 20°C составляет больше или равна 25 Дж/см², и предел прочности на разрыв сформованной горячим прессованием и охлажденной сварной стальной заготовки больше или равен пределу прочности на разрыв наиболее слабой подложки среди подложек предварительно покрытых листов, причем наиболее слабая подложка представляет собой подложку, для которой произведение толщины на предел прочности на разрыв после горячего прессования и охлаждения является минимальным;- the welded steel billet is such that, after hot pressing and cooling, the Charpy impact strength of the weld at 20°C is greater than or equal to 25 J/cm², and the tensile strength of the hot-pressed and cooled welded steel billet is greater than or equal to the limit the tensile strength of the weakest substrate among the pre-coated sheet substrates, the weakest substrate being the substrate for which the product of thickness and tensile strength after hot pressing and cooling is minimal;
- присадочная проволока имеет содержание углерода, заключенное между 0,01 масс.% и 0,45 масс.%;- filler wire has a carbon content between 0.01 wt.% and 0.45 wt.%;
- по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, устраняемая часть составляет строго меньше, чем 100% от толщины предварительного покрытия;- for at least one pre-coated sheet, and for example for both pre-coated sheets, the part to be removed is strictly less than 100% of the thickness of the pre-coating;
- по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, предварительное покрытие включает в себя слой металлического сплава, простирающийся поверх слоя интерметаллического сплава, причем слой металлического сплава является слоем алюминия, слоем алюминиевого сплава или слоем сплава на основе алюминия, и по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, слой металлического сплава удален по всей толщине, в то время как слой интерметаллического сплава остается цельным в зоне удаления на каждой главной поверхности предварительно покрытого листа; - for at least one pre-coated sheet, the pre-coating includes a metal alloy layer extending over the intermetallic alloy layer, where the metal alloy layer is an aluminum layer, an aluminum alloy layer or an aluminum-based alloy layer, and for at least one pre- coated sheet, and, for example, for both pre-coated sheets, the metal alloy layer is removed throughout the thickness, while the intermetallic alloy layer remains intact in the removal zone on each main surface of the pre-coated sheet;
- по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, предусмотренного на стадии обеспечения, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, в зоне удаления на каждой главной поверхности предварительно покрытого листа, устраняемая часть равна 100%, таким образом, предварительное покрытие удаляется по всей толщине листа;- for at least one pre-coated sheet provided in the provisioning step and, for example, for both pre-coated sheets, in the removal zone on each main surface of the pre-coated sheet, the part to be removed is 100%, so that the pre-coating is removed over the entire sheet thickness;
- кроме того, способ включает, до стадии обеспечения, стадию получения двух предварительно покрытых листов из соответствующих исходных предварительно покрытых листов, эта стадия включает субстадию получения зоны удаления на каждой главной поверхности каждого предварительно покрытого листа путем удаления предварительного покрытия на удаляемой части, заключенной между 30% и 100% толщины предварительного покрытия путем лазерного удаления на кромке сварного шва предварительно покрытого листа;- in addition, the method includes, up to the provisioning stage, the step of obtaining two pre-coated sheets from the respective original pre-coated sheets, this stage includes the sub-step of obtaining a removal zone on each main surface of each pre-coated sheet by removing the pre-coating on the removal part enclosed between 30 % and 100% precoat thickness by laser removal at the weld edge of the precoated sheet;
- стадия получения двух предварительно покрытых листов включает в себя:- the stage of obtaining two pre-coated sheets includes:
- предоставление двух исходных предварительно покрытых листов, - provision of two original pre-coated sheets,
- размещение этих двух исходных предварительно покрытых листов рядом, оставляя между ними заданный зазор; и - placing these two original pre-coated sheets side by side, leaving a given gap between them; and
- одновременное устранение, путем лазерного удаления, предварительного покрытия на двух смежных исходных предварительно покрытых листах для того, чтобы одновременно создать зону удаления на смежных поверхностях указанных двух исходных предварительно покрытых листов, причем лазерный луч перекрывает два смежных исходных предварительно покрытых листа в течение стадии удаления, и, необязательно, в течение стадии сварки, подготовленные таким образом два смежных предварительно покрытых листа сваривают лазерным лучом, пятно которого перекрывают два смежных предварительно покрытых листа, причем время между концом лазерного удаления и началом сварки предпочтительно составляет меньше или равное 10 секундам;- simultaneous removal, by laser removal, of the pre-coating on two adjacent original pre-coated sheets in order to simultaneously create a removal zone on the adjacent surfaces of said two original pre-coated sheets, and the laser beam overlaps the two adjacent original pre-coated sheets during the removal stage, and optionally, during the welding step, the thus prepared two adjacent pre-coated sheets are welded with a laser beam, the spot of which is overlapped by the two adjacent pre-coated sheets, the time between the end of the laser removal and the start of the welding being preferably less than or equal to 10 seconds;
- кроме того, способ включает, до сварки встык, подготовку кромки сварного шва по меньшей мере одного из предварительно покрытых листов, используя по меньшей мере, одну из следующих технологических стадий: обработка щетками, механическая обработка, зенкование и/или фацетирование;- in addition, the method includes, prior to butt welding, the preparation of the weld edge of at least one of the pre-coated sheets, using at least one of the following process steps: brushing, machining, countersinking and/or bevelling;
- стадия сварки осуществляется с использованием лазерного луча;- the welding stage is carried out using a laser beam;
- два предварительно покрытых листа имеют одинаковую толщину;the two pre-coated sheets have the same thickness;
- два предварительно покрытых листа имеют различную толщину;the two pre-coated sheets have different thicknesses;
- по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, стальная подложка содержит, по массе:- for at least one pre-coated sheet, and, for example, for both pre-coated sheets, the steel substrate contains, by weight:
0,15% ≤ C ≤ 0,25%0.15% ≤ C ≤ 0.25%
0,8% ≤ Mn ≤ 1,8%0.8% ≤ Mn ≤ 1.8%
0,1% ≤ Si ≤ 0,35%0.1% ≤ Si ≤ 0.35%
0,01% ≤ Cr ≤ 0,5%0.01% ≤ Cr ≤ 0.5%
Ti ≤ 0,1%Ti ≤ 0.1%
Al ≤ 0,1%Al ≤ 0.1%
S ≤ 0,05%S ≤ 0.05%
P ≤ 0,1%P ≤ 0.1%
B ≤ 0,005%,B ≤ 0.005%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве.the rest is iron and impurities that appeared during production.
- для одного предварительно покрытого листа, сталь подложки содержит, по массе:- for one pre-coated sheet, the substrate steel contains, by weight:
0,040% ≤ C ≤ 0,100%0.040% ≤ C ≤ 0.100%
0,80% ≤ Mn ≤ 2,00%0.80% ≤ Mn ≤ 2.00%
Si ≤ 0,30% Si ≤ 0.30%
S ≤ 0,005%S ≤ 0.005%
P ≤ 0,030%P ≤ 0.030%
0,010% ≤ Al ≤0,070%0.010% ≤Al ≤0.070%
0,015% ≤ Nb ≤ 0,100%0.015% ≤ Nb ≤ 0.100%
Ti ≤ 0,080% Ti ≤ 0.080%
N ≤ 0,009%N ≤ 0.009%
Cu ≤ 0,100%Cu ≤ 0.100%
Ni ≤ 0,100%Ni ≤ 0.100%
Cr ≤ 0,100%Cr ≤ 0.100%
Mo ≤ 0,100%Mo ≤ 0.100%
Ca ≤ 0,006%,Ca ≤ 0.006%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве.the rest is iron and impurities that appeared during production.
- для одного предварительно покрытого листа, сталь подложки содержит, по массе:- for one pre-coated sheet, the substrate steel contains, by weight:
0,24% ≤ C ≤ 0,38%0.24% ≤ C ≤ 0.38%
0,40% ≤ Mn ≤ 3%0.40% ≤ Mn ≤ 3%
0,10% ≤ Si ≤ 0,70%0.10% ≤ Si ≤ 0.70%
0,015% ≤ Al ≤ 0,070%0.015% ≤ Al ≤ 0.070%
0% ≤ Cr ≤ 2%0% ≤ Cr ≤ 2%
0,25% ≤ Ni ≤ 2%0.25% ≤ Ni ≤ 2%
0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%0.015% ≤ Ti ≤ 0.10%
0 % ≤ Nb ≤ 0,060%0% ≤ Nb ≤ 0.060%
0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%
0,003% ≤ N ≤ 0,010%0.003% ≤ N ≤ 0.010%
0,0001% ≤ S ≤ 0,005%0.0001% ≤ S ≤ 0.005%
0,0001% ≤ P ≤ 0,025%,0.0001% ≤ P ≤ 0.025%,
где содержание титана и азота удовлетворяет следующему соотношению:where the content of titanium and nitrogen satisfies the following relationship:
Ti/N > 3,42,Ti/N > 3.42,
а содержание углерода, марганца, хрома и кремния удовлетворяет следующему соотношению:and the content of carbon, manganese, chromium and silicon satisfies the following ratio:
, ,
сталь необязательно включает один или несколько из следующих элементов:steel optionally includes one or more of the following:
0,05% ≤ Mo ≤ 0,65%0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%
0,001% ≤ W ≤ 0,30%0.001% ≤ W ≤ 0.30%
0,0005 % ≤ Ca ≤ 0,005%,0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005%,
остальное представляет собой железо и примеси, неизбежно появляющиеся при производстве.the rest is iron and impurities that inevitably appear during production.
- сварка осуществляется с использованием защитного газа, в частности гелия и/или аргона.- welding is carried out using a shielding gas, in particular helium and/or argon.
Кроме того, изобретение относится к способу получения сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали, который включает в себя последовательные стадии:In addition, the invention relates to a method for producing a welded, hot-pressed and cooled steel part, which includes the successive steps:
- осуществление способа, который определен выше, с целью получения сварной стальной заготовки; - the implementation of the method as defined above, in order to obtain a welded steel billet;
- нагревание сварной стальной заготовки для того, чтобы получить полностью аустенитную структуру в подложках предварительно покрытого листа;- heating the welded steel billet in order to obtain a fully austenitic structure in the substrates of the pre-coated sheet;
- горячее прессование сварной стальной заготовки в аппарате прессования с целью получения стальной детали; и- hot pressing of a welded steel billet in a pressing apparatus in order to obtain a steel part; and
- охлаждение стальной детали в аппарате прессования.- cooling of the steel part in the pressing apparatus.
Согласно конкретному варианту осуществления указанного способа получения сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали, во время стадии охлаждения, скорость охлаждения больше или она равна скорости охлаждения бейнита или мартенсита для наиболее упрочняемого среди подложек предварительно покрытого листа.According to a particular embodiment of said process for producing a welded, hot-formed, and cooled steel part, during the cooling step, the cooling rate is greater than or equal to the cooling rate of bainite or martensite for the most hardenable precoated sheet among the substrates.
Кроме того, изобретение относится к сварной стальной заготовке, включающей два предварительно покрытых листа, где каждый предварительно покрытый лист включает стальную подложку, имеющую предварительное покрытие на каждой из основных поверхностей, где предварительное покрытие включает слой интерметаллического сплава, In addition, the invention relates to a welded steel billet comprising two pre-coated sheets, where each pre-coated sheet includes a steel substrate having a pre-coating on each of the main surfaces, where the pre-coating includes an intermetallic alloy layer,
включающий по меньшей мере железо и алюминий, и необязательно, слой металлического сплава, простирающийся поверх слоя интерметаллического сплава, причем слой металлического сплава представляет собой слой алюминия, слой алюминиевого сплава или слой сплава на основе алюминия,comprising at least iron and aluminum, and optionally, a metal alloy layer extending over the intermetallic alloy layer, wherein the metal alloy layer is an aluminum layer, an aluminum alloy layer, or an aluminum-based alloy layer,
предварительно покрытые листы, соединенные сварным швом, причем сварной шов имеет среднее содержание алюминия, заключенное между 0,1 масс.% и 1,2 масс.%, и сварной шов дополнительно характеризуется:pre-coated sheets joined by a weld, wherein the weld has an average aluminum content between 0.1 wt% and 1.2 wt%, and the weld is further characterized by:
(a) таким коэффициентом закаливания FTWJ сварного шва, что (критерий C1), где:(a) a weld hardening factor FT WJ such that (criterion C1), where:
- FTBM представляет собой коэффициент закаливания наименее упрочняемой стальной подложки среди стальных подложек двух предварительно покрытых листов, и - FT BM is the hardening factor of the least hardenable steel substrate among the steel substrates of the two pre-coated sheets, and
- коэффициенты закаливания FTWJ и FTBM определяются с использованием следующей формулы: FT= 128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi + 5xCr - 79xAl - 2xNi² - 1532xC² - 5xMn² - 127xSi² - 40xCxNi - 4xNixMn, где Al, Cr, Ni, C, Mn и Si соответственно означают среднее содержание алюминия, хрома, никеля, углерода, марганца и кремния, выраженное в процентах по массе, в области, для которой следует определить коэффициент закаливания, причем эта область представляет собой сварной шов, в случае FTWJ, и наименее упрочняемую подложку в случае FTBM, и- hardening factors FT WJ and FT BM are determined using the following formula: FT= 128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi + 5xCr - 79xAl - 2xNi² - 1532xC² - 5xMn² - 127xSi² - 40xCxNi - 4xNixMn, where Al, Cr, Ni, C , Mn and Si respectively mean the average content of aluminum, chromium, nickel, carbon, manganese and silicon, expressed as a percentage by mass, in the area for which the hardening factor is to be determined, this area being the weld, in the case of FT WJ , and the least hardenable substrate in the case of FT BM , and
(b) среднее содержание никеля NiWJ в сварном шве удовлетворяет следующему соотношению: NiWJ ≤ 14-3,4xAlWJ, где AlWJ означает среднее содержание алюминия в сварном шве (критерий C2); и(b) the average nickel content Ni WJ in the weld satisfies the following relationship: Ni WJ ≤ 14-3.4xAl WJ , where Al WJ is the average aluminum content in the weld (criterion C2); and
(c) среднее содержание хрома CrWJ в сварном шве удовлетворяет следующему соотношению: CrWJ ≤ 5-2xAlWJ, где AlWJ означает среднее содержание алюминия в сварном шве (критерий C3), и(c) the average chromium content Cr WJ in the weld satisfies the following relationship: Cr WJ ≤ 5-2xAl WJ , where Al WJ is the average aluminum content in the weld (criterion C3), and
каждый предварительно покрытый лист, включающий на каждой из двух главных поверхностей, смежных сварному шву, промежуточную зону, в которой предварительное покрытие удалено над устраняемой частью, заключенной между 30% и 100% толщины предварительного покрытия.each pre-coated sheet comprising, on each of the two main surfaces adjacent to the weld, an intermediate zone in which the pre-coat is removed over the part to be removed, comprised between 30% and 100% of the thickness of the pre-coat.
Согласно конкретным вариантам осуществления сварной стальной заготовки, сварная стальная заготовка включает в себя один или несколько следующих признаков, взятых отдельно или согласно любой технически возможной комбинации:According to specific embodiments of the welded steel billet, the welded steel billet includes one or more of the following features, taken alone or in any technically feasible combination:
- сталь подложки по меньшей мере одного из предварительно покрытых листов, и, например, двух предварительно покрытых листов содержит, по массе:- the steel of the substrate of at least one of the pre-coated sheets, and, for example, two pre-coated sheets contains, by weight:
0,10% ≤ C ≤ 0,5%0.10% ≤ C ≤ 0.5%
0,5% ≤ Mn ≤ 4,5%0.5% ≤ Mn ≤ 4.5%
0,1% ≤ Si ≤ 1%0.1% ≤ Si ≤ 1%
0,01% ≤ Cr ≤ 1%0.01% ≤ Cr ≤ 1%
Ti ≤ 0,2%Ti ≤ 0.2%
Al ≤ 0,1%Al ≤ 0.1%
S ≤ 0,05%S ≤ 0.05%
P ≤ 0,1%P ≤ 0.1%
B ≤ 0,010%,B ≤ 0.010%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве,the rest is iron and impurities that appeared during production,
- подложка каждого предварительно покрытого листа выполнена из стали, упрочняющейся при прессовании;- the substrate of each pre-coated sheet is made of steel, hardened by pressing;
- для предварительно покрытого листа ширина промежуточной зоны заключена между 5 мкм и 2000 мкм от кромки сварного шва; - for the pre-coated sheet, the width of the intermediate zone is between 5 µm and 2000 µm from the edge of the weld;
- по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, устраняемая часть равна 100% толщины предварительного покрытия;- for at least one pre-coated sheet, and, for example, for both pre-coated sheets, the part to be removed is equal to 100% of the thickness of the pre-coating;
- по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, устраняемая часть составляет строго меньше, чем 100% от толщины предварительного покрытия;- for at least one pre-coated sheet, and for example for both pre-coated sheets, the part to be removed is strictly less than 100% of the thickness of the pre-coating;
- по меньшей мере для одного предварительно покрытого лист, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, предварительное покрытие содержит слой металлического сплава, простирающийся поверх слоя интерметаллического сплава, слой металлического сплава является слоем алюминия, слоем алюминиевого сплава или слоем сплава на основе алюминия, и где по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, слой металлического сплава удален по всей толщине, тогда как слой интерметаллического сплава остается цельным в зоне удаления на каждой главной поверхности предварительно покрытого листа;- for at least one pre-coated sheet, and for example for both pre-coated sheets, the pre-coating comprises a metal alloy layer extending over the intermetallic alloy layer, the metal alloy layer being an aluminum layer, an aluminum alloy layer or an aluminum-based alloy layer, and where for at least one pre-coated sheet, and for example both pre-coated sheets, the metal alloy layer is removed throughout the thickness, while the intermetallic alloy layer remains intact in the removal zone on each major surface of the pre-coated sheet;
- содержание никеля в сварном шве заключено между 0,1 масс.% и 13,6 масс.%, и более конкретно между 0,2 масс.% и 12,0 масс.%;- the nickel content in the weld is between 0.1 wt.% and 13.6 wt.%, and more specifically between 0.2 wt.% and 12.0 wt.%;
- сварная стальная заготовка является такой, что после горячего прессования и охлаждения, ударная вязкость по Шарпи сварного шва при 20°C больше или равна 25 Дж/см²; и предел прочности на разрыв сварной стальной заготовки, сформованной горячим прессованием и охлажденной, больше или равен пределу прочности на разрыв наиболее слабой подложки среди подложек предварительно покрытого листа, причем наиболее слабая подложка означает подложку, для которой произведение толщины на предел прочности на разрыв после горячего прессования и охлаждения является минимальным;— the welded steel billet is such that, after hot pressing and cooling, the Charpy impact strength of the weld at 20°C is greater than or equal to 25 J/cm²; and the tensile strength of the welded steel billet, formed by hot pressing and cooled, is greater than or equal to the tensile strength of the weakest substrate among the substrates of the pre-coated sheet, and the weakest substrate means the substrate for which the product of the thickness and the tensile strength after hot pressing and cooling is minimal;
- сварной шов является таким, что после горячего прессования и охлаждения максимальное изменение твердости ΔHV(WJ) поперек сварного шва составляет меньше или равно 20% от средней твердости HVmean(WJ) сварного шва; - the weld is such that after hot pressing and cooling, the maximum change in hardness ΔHV(WJ) across the weld is less than or equal to 20% of the average hardness HV mean (WJ) of the weld;
- каждая промежуточная зона включает в себя бороздчатость затвердевания, причем бороздчатость затвердевания на смежных основных поверхностях двух предварительно покрытых листов является симметричной относительно вертикальной медианной плоскости между двумя предварительно покрытыми листами;- each intermediate zone includes a striation of solidification, and the striation of solidification on adjacent main surfaces of the two pre-coated sheets is symmetrical about the vertical median plane between the two pre-coated sheets;
- каждая промежуточная зона включает в себя внутреннюю кромку, расположенную на сварном шве, и внешнюю кромку, расположенную вдали от сварного шва, и где расстояние между внешними кромками смежных промежуточных зон двух предварительно покрытых листов является постоянным вдоль продольного направления сварного шва;- each intermediate zone includes an inner edge located on the weld and an outer edge located away from the weld, and where the distance between the outer edges of adjacent intermediate zones of the two pre-coated sheets is constant along the longitudinal direction of the weld;
- по меньшей мере для одного предварительно покрытого листа, и, например, для обоих предварительно покрытых листов, сталь подложки содержит, по массе:- for at least one pre-coated sheet, and, for example, for both pre-coated sheets, the substrate steel contains, by weight:
0,15% ≤ C ≤ 0,25%0.15% ≤ C ≤ 0.25%
0,8% ≤ Mn ≤ 1,8%0.8% ≤ Mn ≤ 1.8%
0,1% ≤ Si ≤ 0,35%0.1% ≤ Si ≤ 0.35%
0,01% ≤ Cr ≤ 0,5%0.01% ≤ Cr ≤ 0.5%
Ti ≤ 0,1%Ti ≤ 0.1%
Al ≤ 0,1%Al ≤ 0.1%
S ≤ 0,05%S ≤ 0.05%
P ≤ 0,1%P ≤ 0.1%
B ≤ 0,005%,B ≤ 0.005%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве;the rest is iron and impurities that appeared during production;
- для одного предварительно покрытого листа, сталь подложки содержит, по массе:- for one pre-coated sheet, the substrate steel contains, by weight:
0,040% ≤ C ≤ 0,100%0.040% ≤ C ≤ 0.100%
0,80% ≤ Mn ≤ 2,00%0.80% ≤ Mn ≤ 2.00%
Si ≤ 0,30% Si ≤ 0.30%
S ≤ 0,005%S ≤ 0.005%
P ≤ 0,030%P ≤ 0.030%
0,010% ≤ Al ≤0,070%0.010% ≤Al ≤0.070%
0,015% ≤ Nb ≤ 0,100%0.015% ≤ Nb ≤ 0.100%
Ti ≤ 0,080% Ti ≤ 0.080%
N ≤ 0,009%N ≤ 0.009%
Cu ≤ 0,100%Cu ≤ 0.100%
Ni ≤ 0,100%Ni ≤ 0.100%
Cr ≤ 0,100%Cr ≤ 0.100%
Mo ≤ 0,100%Mo ≤ 0.100%
Ca ≤ 0,006%,Ca ≤ 0.006%,
причем остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве;and the rest is iron and impurities that appeared during production;
- для одного предварительно покрытого листа, сталь подложки содержит, по массе:- for one pre-coated sheet, the substrate steel contains, by weight:
0,24% ≤ C ≤ 0,38%0.24% ≤ C ≤ 0.38%
0,40% ≤ Mn ≤ 3%0.40% ≤ Mn ≤ 3%
0,10% ≤ Si ≤ 0,70%0.10% ≤ Si ≤ 0.70%
0,015% ≤ Al ≤ 0,070%0.015% ≤ Al ≤ 0.070%
0% ≤ Cr ≤ 2%0% ≤ Cr ≤ 2%
0,25% ≤ Ni ≤ 2%0.25% ≤ Ni ≤ 2%
0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%0.015% ≤ Ti ≤ 0.10%
0 % ≤ Nb ≤ 0,060%0% ≤ Nb ≤ 0.060%
0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%
0,003% ≤ N ≤ 0,010%0.003% ≤ N ≤ 0.010%
0,0001% ≤ S ≤ 0,005%0.0001% ≤ S ≤ 0.005%
0,0001% ≤ P ≤ 0,025%,0.0001% ≤ P ≤ 0.025%,
причем содержание титана и азота удовлетворяет следующему соотношению:moreover, the content of titanium and nitrogen satisfies the following relationship:
Ti/N > 3,42Ti/N > 3.42
и содержание углерода, марганца, хрома и кремния удовлетворяет следующему соотношению:and the content of carbon, manganese, chromium and silicon satisfies the following ratio:
, ,
сталь необязательно включает один или несколько из следующих элементов:steel optionally includes one or more of the following:
0,05% ≤ Mo ≤ 0,65%0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%
0,001% ≤ W ≤ 0,30%0.001% ≤ W ≤ 0.30%
0,0005 % ≤ Ca ≤ 0,005%,0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005%,
причем остальное представляет собой железо и примеси, неизбежно появляющиеся при производстве.and the rest is iron and impurities that inevitably appear during production.
Кроме того, изобретение относится к сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали, содержащей первую часть покрытой стальной детали и вторую часть покрытой стальной детали, причем каждая часть покрытой стальной детали, включает стальную подложку, имеющую по меньшей мере на одной из главных поверхностей покрытие, включающее по меньшей мере железо и алюминий, In addition, the invention relates to a welded, hot-pressed and cooled steel part, containing the first part of the coated steel part and the second part of the coated steel part, each part of the coated steel part, includes a steel substrate having a coating on at least one of the main surfaces , including at least iron and aluminum,
причем первая и вторая покрытые части стальной детали соединены сварным швом, сварной шов имеет среднее содержание алюминия, заключенное между 0,1 масс.% и 1,2 масс.%, и сварной шов дополнительно характеризуется тем, что:moreover, the first and second coated parts of the steel part are connected by a weld, the weld has an average aluminum content between 0.1 wt.% and 1.2 wt.%, and the weld is further characterized in that:
(a) коэффициент закаливания FTWJ сварного шва соответствует критерию C1 , где:(a) the quenching factor FT WJ of the weld meets criterion C1 , where:
- FTBM означает коэффициент закаливания наименее упрочняемой стальной подложки среди стальных подложек двух предварительно покрытых листов, и - FT BM means the hardening factor of the least hardenable steel substrate among the steel substrates of the two pre-coated sheets, and
- коэффициенты закаливания FTWJ и FTBM определяются с использованием следующей формулы: FT = 128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi + 5xCr - 79xAl - 2xNi² - 1532xC² - 5xMn² - 127xSi² - 40xCxNi - 4xNixMn, где Al, Cr, Ni, C, Mn и Si означают соответственно среднее содержание алюминия, хрома, никеля, углерода, марганца и кремния, выраженное в процентах по массе, для области, в которой следует определить коэффициент закаливания, причем эта область представляет собой сварной шов в случае FTWJ и наименее упрочняемую подложку в случае FTBM, - hardening factors FT WJ and FT BM are determined using the following formula: FT = 128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi + 5xCr - 79xAl - 2xNi² - 1532xC² - 5xMn² - 127xSi² - 40xCxNi - 4xNixMn, where Al, Cr, Ni, C , Mn and Si mean, respectively, the average content of aluminum, chromium, nickel, carbon, manganese and silicon, expressed as a percentage by mass, for the area in which the hardening factor is to be determined, this area being the weld in the case of FT WJ and the least hardenable substrate in case of FT BM ,
(b) среднее содержание никеля NiWJ в сварном шве удовлетворяет следующему соотношению: Ni ≤ 14 – 3,4xAlWJ, где AlWJ означает среднее содержание алюминия в сварном шве (критерий C2); и(b) the average nickel content Ni WJ in the weld satisfies the following relationship: Ni ≤ 14 – 3.4xAl WJ , where Al WJ is the average aluminum content in the weld (criterion C2); and
(c) среднее содержание хрома CrWJ в сварном шве удовлетворяет следующему соотношению: Cr ≤ 5 - 2xAlWJ, где AlWJ означает среднее содержание алюминия в сварном шве (критерий C3), и (c) the average chromium content Cr WJ in the weld satisfies the following relationship: Cr ≤ 5 - 2xAl WJ , where Al WJ is the average aluminum content in the weld (criterion C3), and
каждая часть покрытой стальной детали, включающая на каждой из двух главных поверхностей, смежных сварному шву, промежуточную зону, в которой толщина покрытия является строго меньше, чем в смежных зонах части покрытой стальной детали, расположенных на большем расстоянии от сварного шва, чем промежуточная зона, или где покрытие отсутствует.each part of the coated steel part, including on each of the two main surfaces adjacent to the weld, an intermediate zone in which the thickness of the coating is strictly less than in the adjacent zones of the part of the coated steel part located at a greater distance from the weld than the intermediate zone, or where coverage is not available.
Согласно конкретным вариантам осуществления сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали, сварная, сформованная горячим прессованием и охлажденная стальная деталь может включать в себя один или несколько следующих признаков, взятых отдельно или согласно любой технически возможной комбинации:According to particular embodiments of the welded, hot-formed, and chilled steel part, the welded, hot-formed, and chilled steel piece may include one or more of the following features, taken alone or in any technically feasible combination:
- стальная подложка по меньшей мере одной из первой и второй частей стальной детали, и, например, первой и второй частей стальной детали, содержит, по массе:- the steel substrate of at least one of the first and second parts of the steel part, and, for example, the first and second parts of the steel part, contains, by weight:
0,10% ≤ C ≤ 0,5%0.10% ≤ C ≤ 0.5%
0,5% ≤ Mn ≤ 4,5%0.5% ≤ Mn ≤ 4.5%
0,1% ≤ Si ≤ 1%0.1% ≤ Si ≤ 1%
0,01% ≤ Cr ≤ 1%0.01% ≤ Cr ≤ 1%
Ti ≤ 0,2%Ti ≤ 0.2%
Al ≤ 0,1%Al ≤ 0.1%
S ≤ 0,05%S ≤ 0.05%
P ≤ 0,1%P ≤ 0.1%
B ≤ 0,010%,B ≤ 0.010%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве,the rest is iron and impurities that appeared during production,
- подложка каждой из первой и второй частей стальной детали выполнена из стали, упрочняющейся при прессовании;- the substrate of each of the first and second parts of the steel part is made of steel, hardened by pressing;
- каждая промежуточная зона включает в себя бороздчатость затвердевания, причем бороздчатость затвердевания на смежных основных поверхностях двух покрытых частей стальной детали является симметричной относительно вертикальной медианной плоскости между двумя покрытыми частями стальной детали;- each intermediate zone includes a solidification striation, and the solidification striation on adjacent main surfaces of the two coated parts of the steel part is symmetrical about the vertical median plane between the two coated parts of the steel part;
- каждая промежуточная зона содержит внутреннюю кромку, расположенную на сварном шве, и внешнюю кромку, расположенную вдали от сварного шва, и где расстояние между внешними кромками смежных промежуточных зон двух покрытых частей стальной детали является постоянным вдоль продольного направления сварного шва;- each intermediate zone contains an inner edge located on the weld and an outer edge located away from the weld, and where the distance between the outer edges of adjacent intermediate zones of the two coated parts of the steel part is constant along the longitudinal direction of the weld;
- средняя твердость по Виккерсу HVmean(WJ) в сварном шве составляет меньше или равна 700 HV;- the average Vickers hardness HV mean (WJ) in the weld is less than or equal to 700 HV;
- среднее содержание никеля в сварном шве заключено между 0,1 масс.% и 13,6 масс.%, и более конкретно между 0,2 масс.% и 12,0 масс.%; - the average nickel content in the weld is between 0.1 wt.% and 13.6 wt.%, and more specifically between 0.2 wt.% and 12.0 wt.%;
- ударная вязкость по Шарпи сварного шва при 20°C составляет больше или равна 25 Дж/см² и предел прочности на разрыв сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали больше или он равен пределу прочности на разрыв наиболее слабой подложки среди подложек покрытых частей стальной детали, причем наиболее слабой является подложка, для которой произведение толщины на предел прочности на разрыв является минимальным;- the Charpy impact strength of the weld at 20°C is greater than or equal to 25 J/cm² and the tensile strength of the welded, hot-pressed and cooled steel part is greater than or equal to the tensile strength of the weakest substrate among the substrates of the coated parts of the steel part , and the weakest is the substrate for which the product of thickness and tensile strength is minimal;
- максимальное изменение твердости ΔHV(WJ) поперек сварного шва составляет меньше или равно 20% от средней твердости HVmean (WJ) сварного шва;- the maximum change in hardness ΔHV(WJ) across the weld is less than or equal to 20% of the average hardness HV mean (WJ) of the weld;
- стальная подложка по меньшей мере одной среди первой и второй частей покрытой стальной детали, и, например, первой и второй частей покрытой стальной детали содержит, по массе:- the steel substrate of at least one among the first and second parts of the coated steel part, and, for example, the first and second parts of the coated steel part contains, by weight:
0,15% ≤ C ≤ 0,25%0.15% ≤ C ≤ 0.25%
0,8% ≤ Mn ≤ 1,8%0.8% ≤ Mn ≤ 1.8%
0,1% ≤ Si ≤ 0,35%0.1% ≤ Si ≤ 0.35%
0,01% ≤ Cr ≤ 0,5%0.01% ≤ Cr ≤ 0.5%
Ti ≤ 0,1%Ti ≤ 0.1%
Al ≤ 0,1%Al ≤ 0.1%
S ≤ 0,05%S ≤ 0.05%
P ≤ 0,1%P ≤ 0.1%
B ≤ 0,005%,B ≤ 0.005%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве;the rest is iron and impurities that appeared during production;
- стальная подложка одной среди первой и второй частей покрытой стальной детали содержит, по массе:- the steel substrate of one among the first and second parts of the coated steel part contains, by weight:
0,040% ≤ C ≤ 0,100%0.040% ≤ C ≤ 0.100%
0,80% ≤ Mn ≤ 2,00%0.80% ≤ Mn ≤ 2.00%
Si ≤ 0,30% Si ≤ 0.30%
S ≤ 0,005%S ≤ 0.005%
P ≤ 0,030%P ≤ 0.030%
0,010% ≤ Al ≤0,070%0.010% ≤Al ≤0.070%
0,015% ≤ Nb ≤ 0,100%0.015% ≤ Nb ≤ 0.100%
Ti ≤ 0,080% Ti ≤ 0.080%
N ≤ 0,009%N ≤ 0.009%
Cu ≤ 0,100%Cu ≤ 0.100%
Ni ≤ 0,100%Ni ≤ 0.100%
Cr ≤ 0,100%Cr ≤ 0.100%
Mo ≤ 0,100%Mo ≤ 0.100%
Ca ≤ 0,006%,Ca ≤ 0.006%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве;the rest is iron and impurities that appeared during production;
- стальная подложка одной среди первой и второй частей покрытой стальной детали содержит, по массе:- the steel substrate of one among the first and second parts of the coated steel part contains, by weight:
0,24% ≤ C ≤ 0,38%0.24% ≤ C ≤ 0.38%
0,40% ≤ Mn ≤ 3%0.40% ≤ Mn ≤ 3%
0,10% ≤ Si ≤ 0,70%0.10% ≤ Si ≤ 0.70%
0,015% ≤ Al ≤ 0,070%0.015% ≤ Al ≤ 0.070%
0% ≤ Cr ≤ 2%0% ≤ Cr ≤ 2%
0,25% ≤ Ni ≤ 2%0.25% ≤ Ni ≤ 2%
0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%0.015% ≤ Ti ≤ 0.10%
0 % ≤ Nb ≤ 0,060%0% ≤ Nb ≤ 0.060%
0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%
0,003% ≤ N ≤ 0,010%0.003% ≤ N ≤ 0.010%
0,0001% ≤ S ≤ 0,005%0.0001% ≤ S ≤ 0.005%
0,0001% ≤ P ≤ 0,025%,0.0001% ≤ P ≤ 0.025%,
где содержание титана и азота удовлетворяет следующему соотношению:where the content of titanium and nitrogen satisfies the following relationship:
Ti/N > 3,42Ti/N > 3.42
и содержание углерода, марганца, хрома и кремния удовлетворяет следующему соотношению:and the content of carbon, manganese, chromium and silicon satisfies the following ratio:
, ,
сталь необязательно включает один или несколько из следующих элементов:steel optionally includes one or more of the following:
0,05% ≤ Mo ≤ 0,65%0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%
0,001% ≤ W ≤ 0,30%0.001% ≤ W ≤ 0.30%
0,0005 % ≤ Ca ≤ 0,005%,0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005%,
причем остальное представляет собой железо и примеси, неизбежно появляющиеся при производстве.and the rest is iron and impurities that inevitably appear during production.
Кроме того, изобретение относится к применению сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали, которая описана выше, для производства деталей против несанкционированного доступа или поглотителей энергии для автомобиля.In addition, the invention relates to the use of a welded, hot-formed and chilled steel part as described above for the production of anti-tamper parts or energy absorbers for an automobile.
Изобретение можно лучше понять при чтении последующего описания, приведенного только с целью примера, и со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:The invention can be better understood by reading the following description, given by way of example only, and with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг. 1 представляет собой общий вид предварительно покрытого листа, включающий зону удаления в предварительном покрытии на периферии листа;fig. 1 is a perspective view of a precoated sheet including a removal zone in the precoat at the periphery of the sheet;
фиг. 2 представляет собой общий вид исходного предварительно покрытого листа;fig. 2 is a perspective view of the original pre-coated sheet;
на фиг. 3 показан схематический вид в разрезе начальной стадии сварки по способу согласно изобретению, in fig. 3 shows a schematic sectional view of the initial stage of welding according to the method according to the invention,
на фиг. 4 показан схематический вид в разрезе конечной стадии сварки по способу согласно изобретению, иin fig. 4 shows a schematic sectional view of the final stage of welding according to the method according to the invention, and
на фиг. 5 показан схематический вид в разрезе сварной стальной заготовки согласно изобретению.in fig. 5 shows a schematic sectional view of a welded steel billet according to the invention.
Во всей заявке на патент содержание элементов выражено в процентах по массе (масс.%).Throughout the patent application, the content of the elements is expressed as a percentage by weight (wt%).
Изобретение относится к способу получения сварной стальной заготовки 1. The invention relates to a method for producing a welded steel billet 1.
Способ включает в себя первую стадию получения двух предварительно покрытых листов 2. The method includes the first stage of obtaining two
Как показано на фиг. 1, каждый предварительно покрытый лист 2 включает в себя две главные поверхности 4 и по меньшей мере одну боковую поверхность 13, простирающимися между двумя главными поверхностями 4, от одной главной поверхности 4 до другой. В показанном на фиг. 1 примере предварительно покрытый лист 2 имеет четыре боковых поверхности 13. Например, боковые поверхности 13 образуют угол с одной главной поверхностью 4 в диапазоне между 60° и 90°.As shown in FIG. 1, each
Каждый предварительно покрытый лист 2 включает в себя металлическую подложку 3, имеющую на каждой из главных поверхностей, предварительное покрытие 5. Предварительное покрытие 5 наносится на подложку 3 и контактирует с ней.Each
Более конкретно металлическая подложка 3 представляет собой стальную подложку. More specifically, the
Более конкретно стальная подложка 3 является сталью, имеющей ферритно-перлитную микроструктуру. More specifically, the
Предпочтительно, подложка 3 выполнена из стали, предназначенной для термообработки, более конкретно из стали, упрочняющейся при прессовании, и, например, бор-марганцевой сталью, например, такой как сталь типа 22MnB5.Preferably, the
Согласно одному вариант осуществления, стальная подложка 3 включает в себя, и в частности состоит из (% по массе):According to one embodiment, the
0,10% ≤ C ≤ 0,5%0.10% ≤ C ≤ 0.5%
0,5% ≤ Mn ≤ 3%0.5% ≤ Mn ≤ 3%
0,1% ≤ Si ≤ 1%0.1% ≤ Si ≤ 1%
0,01% ≤ Cr ≤ 1%0.01% ≤ Cr ≤ 1%
Ti ≤ 0,2%Ti ≤ 0.2%
Al ≤ 0,1%Al ≤ 0.1%
S ≤ 0,05%S ≤ 0.05%
P ≤ 0,1%P ≤ 0.1%
B ≤ 0,010%,B ≤ 0.010%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве.the rest is iron and impurities that appeared during production.
Более конкретно, стальная подложка 3 включает в себя, и в частности состоит из (% по массе):More specifically, the
0,15% ≤ C ≤ 0,25%0.15% ≤ C ≤ 0.25%
0,8% ≤ Mn ≤ 1,8%0.8% ≤ Mn ≤ 1.8%
0,1% ≤ Si ≤ 0,35%0.1% ≤ Si ≤ 0.35%
0,01% ≤ Cr ≤ 0,5%0.01% ≤ Cr ≤ 0.5%
Ti ≤ 0,1%Ti ≤ 0.1%
Al ≤ 0,1%Al ≤ 0.1%
S ≤ 0,05%S ≤ 0.05%
P ≤ 0,1%P ≤ 0.1%
B ≤ 0,005%,B ≤ 0.005%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве.the rest is iron and impurities that appeared during production.
Согласно альтернативе, стальная подложка 3 включает в себя, и в частности состоит из (% по массе):Alternatively, the
0,040% ≤ C ≤ 0,100%0.040% ≤ C ≤ 0.100%
0,80% ≤ Mn ≤ 2,00%0.80% ≤ Mn ≤ 2.00%
Si ≤ 0,30% Si ≤ 0.30%
S ≤ 0,005%S ≤ 0.005%
P ≤ 0,030%P ≤ 0.030%
0,010% ≤ Al ≤0,070%0.010% ≤Al ≤0.070%
0,015% ≤ Nb ≤ 0,100%0.015% ≤ Nb ≤ 0.100%
Ti ≤ 0,080% Ti ≤ 0.080%
N ≤ 0,009%N ≤ 0.009%
Cu ≤ 0,100%Cu ≤ 0.100%
Ni ≤ 0,100%Ni ≤ 0.100%
Cr ≤ 0,100%Cr ≤ 0.100%
Mo ≤ 0,100%Mo ≤ 0.100%
Ca ≤ 0,006%,Ca ≤ 0.006%,
остальное представляет собой железо и примеси, появившиеся при производстве.the rest is iron and impurities that appeared during production.
Согласно альтернативе, стальная подложка 3 включает в себя, и в частности состоит из (% по массе):Alternatively, the
0,24% ≤ C ≤ 0,38%0.24% ≤ C ≤ 0.38%
0,40% ≤ Mn ≤ 3%0.40% ≤ Mn ≤ 3%
0,10% ≤ Si ≤ 0,70%0.10% ≤ Si ≤ 0.70%
0,015% ≤ Al ≤ 0,070%0.015% ≤ Al ≤ 0.070%
0% ≤ Cr ≤ 2%0% ≤ Cr ≤ 2%
0,25% ≤ Ni ≤ 2%0.25% ≤ Ni ≤ 2%
0,015% ≤ Ti ≤ 0,10%0.015% ≤ Ti ≤ 0.10%
0 % ≤ Nb ≤ 0,060%0% ≤ Nb ≤ 0.060%
0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%
0,003% ≤ N ≤ 0,010%0.003% ≤ N ≤ 0.010%
0,0001% ≤ S ≤ 0,005%0.0001% ≤ S ≤ 0.005%
0,0001% ≤ P ≤ 0,025%,0.0001% ≤ P ≤ 0.025%,
где содержание титана и азота удовлетворяет следующему соотношению:where the content of titanium and nitrogen satisfies the following relationship:
Ti/N > 3,42,Ti/N > 3.42,
а содержание углерода, марганца, хрома и кремния удовлетворяет следующему соотношению:and the content of carbon, manganese, chromium and silicon satisfies the following ratio:
, ,
сталь необязательно включает один или несколько из следующих элементов:steel optionally includes one or more of the following:
0,05% ≤ Mo ≤ 0,65%0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%
0,001% ≤ W ≤ 0,30%0.001% ≤ W ≤ 0.30%
0,0005 % ≤ Ca ≤ 0,005%,0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005%,
остальное представляет собой железо и примеси, неизбежно появляющиеся при производстве.the rest is iron and impurities that inevitably appear during production.
Согласно одному примеру, подложки 3 двух предварительно покрытых листов 2 имеют одинаковый состав. According to one example, the
Согласно другому примеру, подложки 3 двух предварительно покрытых листов 2 имеют различный состав. В частности, две подложки 3 имеют различный состав, причем каждый выбирают среди четырех композиций, указанных выше. Например, стальная подложка 3 одного предварительно покрытого листа 2 имеет первый состав, указанный выше, тогда как стальная подложка 3 другого предварительно покрытого листа 2 имеет состав, который выбирают среди второй, третьей или четвертой композиции, указанных выше.According to another example, the
Подложка 3 может быть получена, в зависимости от желательной толщины, путем прокатки и/или холодной прокатки с последующим отжигом, или с помощью любого другого подходящего способа.The
Подложка 3 преимущественно имеет толщину, заключенную между 0,8 мм и 5 мм, и более конкретно, она заключена между 1,0 мм и 3,0 мм. Два предварительно покрытых листа 2 могут иметь одинаковую толщину или различную толщину.The
Предварительное покрытие 5 получают путем горячего покрытия маканием, то есть, путем погружения подложки 3 в ванну расплавленного металла. The
Предварительное покрытие 5 содержит по меньшей мере слой интерметаллического сплава 9 в контакте с подложкой 3. Слой интерметаллического сплава 9 содержит по меньшей мере железо и алюминий. В частности, слой интерметаллического сплава 9 образуется за счет взаимодействия между подложкой 3 и расплавленным металлом ванны. Более конкретно, слой интерметаллического сплава 9 содержит интерметаллические соединения типа Fex-Aly, и более конкретно Fe2Al5.The
В примере, показанном на фиг. 1, предварительное покрытие 5 дополнительно включает в себя слой металлического сплава 11, простирающийся поверх слоя интерметаллического сплава 9. Слой металлического сплава 11 имеет состав, который близок к составу расплавленного металла в ванне. Слой образуется за счет расплавленного металла, увлеченного листом, когда он перемещается внутри ванны расплавленного металла в течение горячего покрытия маканием. Слой металлического сплава 11 является слоем алюминия, или слоем алюминиевого сплава, или слоем сплава на основе алюминия. In the example shown in FIG. 1, the
В этом контексте термин алюминиевый сплав относится к сплаву, включающему больше 50% по массе алюминия. Термин сплав на основе алюминия относится к сплаву, в котором алюминий является основным элементом, по массе.In this context, the term aluminum alloy refers to an alloy containing more than 50% by weight of aluminum. The term aluminum-based alloy refers to an alloy in which aluminum is the main element, by weight.
Например, слой металлического сплава 11 представляет собой слой алюминиевого сплава, дополнительно включающий кремний. Более конкретно, слой металлического сплава 11 содержит, по массе:For example, the metal alloy layer 11 is an aluminum alloy layer further including silicon. More specifically, the metal alloy layer 11 contains, by weight:
- 8% ≤ Si ≤ 11%, - 8% ≤ Si ≤ 11%,
- 2% ≤ Fe ≤ 4%,- 2% ≤ Fe ≤ 4%,
остальное представляет собой алюминий и возможные примеси.the rest is aluminum and possible impurities.
Слой металлического сплава 11 имеет, например, толщину, заключенную между 19 мкм и 33 мкм или между 10 мкм и 20 мкм.The metal alloy layer 11 has, for example, a thickness between 19 µm and 33 µm or between 10 µm and 20 µm.
В примере, показанном на фиг. 1, где предварительное покрытие 5 включает слой металлического сплава 11, толщина слоя интерметаллического сплава 9 обычно имеет порядок несколько микрометров. В частности, средняя толщина слоя обычно заключена между 2 и 8 микрометров.In the example shown in FIG. 1, where the
Конкретная структура предварительного покрытия 5, включающего слой интерметаллического сплава 9 и слой металлического сплава 11, полученного путем горячего покрытия маканием, в частности раскрыта в патенте EP 2007545. The specific structure of the
Согласно другому варианту осуществления предварительное покрытие 5 содержит только слой интерметаллического сплава 9, который описан выше. В этом случае толщина слоя интерметаллического сплава 9, например, заключена между 10 мкм и 40 мкм. Указанное предварительное покрытие 5, состоящее из интерметаллического сплава 9, может быть получено, например, подвергая предварительному сплавлению предварительное покрытие 5, включающее слой интерметаллического сплава 9 и слой металлического сплава 11, который описан выше. Указанную обработку путем предварительного сплавления проводят при выбранных температуре и времени выдержки таким образом, чтобы предварительное покрытие 5 сплавилось с подложкой 3 по меньшей мере на части толщины предварительного покрытия 5. Более конкретно, обработка предварительного сплавления может включать следующие стадии: нагревание листа до температуры предварительного сплавления, заключенной между 700°C и 900°C, и выдерживание предварительно сплавленного листа при этой температуре в течение времени, заключенного между 2 минут и 200 часов. В этом случае слой интерметаллического сплава 9 может состоять из различных интерметаллических подслоев, таких как подслои Fe2Al5, FeAl3, FeAl, Fe6Al12Si5 и FeAl3.According to another embodiment, the
Преимущественно, как показано на фиг. 1, подложка 3 имеет предварительное покрытие 5, которое описано выше, на обеих главных поверхностях 4. Advantageously, as shown in FIG. 1, the
Кроме того, как показано на фиг. 1, для каждого предварительно покрытого листа 2, предварительное покрытие 5 удалено на кромке сварного шва 14 предварительно покрытого листа 2, на каждой главной поверхности 4 предварительно покрытого листа 2, с целью создания зоны удаления 18 на кромке сварного шва 14. Более конкретно, предварительное покрытие 5 удалено над устраняемой частью F, составляющей между 30% и 100% (включая границы) толщины предварительного покрытия 5.In addition, as shown in FIG. 1, for each
Кромка сварного шва 14 включает в себя периферическую часть предварительно покрытого листа 2, которая предназначена для по меньшей мере частичного включения внутрь сварного шва 22 во время сварки встык. Более конкретно, кромка сварного шва 14 включает боковую поверхность 13 предварительно покрытого листа 2 и часть предварительно покрытого листа 2 продолжающегося от этой боковой поверхности 13 и включающий часть предварительного покрытия 5 и часть подложки 3.The edge of the
Удаление удаляемой части F предварительного покрытия 5 на кромке сварного шва 14 предпочтительно проводят с использованием лазерного луча, то есть, путем лазерного удаления. The removal of the removable portion F of the
Зона удаления 18 может простираться по ширине, заключенной между 0,5 мм и 3 мм от боковой поверхности 13 листа 2.The
Преимущественно, устраняемая часть F составляет строго меньше, чем 100%, это означает, что только часть предварительного покрытия 5 удаляется в зоне удаления 18, тогда как часть покрытия остается.Preferably, the part F to be removed is strictly less than 100%, which means that only part of the
Например, в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, в зоне удаления 18, слой металлического сплава 11 удаляется, в то время как слой интерметаллического сплава 9 остается по меньшей мере на части толщины слоя. В этом случае оставшийся слой интерметаллического сплава 9 защищает области сварной заготовки 1, непосредственно смежные сварному шву 22, от окисления и обезуглероживания в течение последующих стадий горячего прессования и от коррозии во время эксплуатации.For example, in the embodiment shown in FIG. 1, in the
Согласно варианту осуществления, во время стадии удаления, слой интерметаллического сплава 9 остается целым или сохраняет часть исходной толщины строго меньше, чем 100%, например, только такую как 60%, 80% или 90% от исходной толщины. According to an embodiment, during the removal step, the
Согласно альтернативному варианту осуществления (не показан), во время стадии удаления предварительное покрытие 5 удаляется по всей толщине в зоне удаления 18. В указанном варианте осуществления устраняемая часть соответствует 100% толщины предварительного покрытия 5. В этом варианте осуществления предварительное покрытие 5 отсутствует в зоне удаления 18. According to an alternative embodiment (not shown), during the stripping step, the
Более конкретно, способ включает, до стадии обеспечения, стадию получения двух предварительно покрытых листов 2, как показано на фиг. 1, из соответствующих исходных предварительно покрытых листов 2', как показано на фиг. 2. More specifically, the method includes, prior to the provisioning step, the step of obtaining two
Исходные предварительно покрытые листы 2' имеют практически такую же геометрию и состав, как предварительно покрытые листы 2, единственным отличием является отсутствие зон удаления 18. Другими словами, предварительное покрытие 5 исходных предварительно покрытых листов 2' остается целым на обеих главных поверхностях 4 исходных предварительно покрытых листов 2'. Покрытие полностью остается на двух главных поверхностях исходных предварительно покрытых листов 2'.The original pre-coated sheets 2' have substantially the same geometry and composition as the
Эта стадия включает в себя субстадию получения зоны удаления 18 на каждой главной поверхности 4 каждого предварительно покрытого листа 2 путем удаления предварительного покрытия 5 поверх удаляемой части F на кромке сварного шва 14 с помощью лазерного удаления.This step includes the sub-step of obtaining a
Необязательно, способ дополнительно включает стадию подготовки кромки сварного шва 14 по меньшей мере на одном из предварительно покрытых листов 2, и, например, на обоих предварительно покрытых листах 2. Optionally, the method further includes the step of preparing the edge of the
Подготовка кромки сварного шва 14 может включать по меньшей мере, одну из следующих технологических стадий: The preparation of the edge of the
- обработка щетками кромки сварного шва 14, - brushing the edge of the
- механическая обработка кромки сварного шва 14, - machining of the edge of the
- зенкование кромки сварного шва 14, и/или- countersinking of the edge of the
- фацетирование кромки сварного шва 14. - beveling the edge of the
Стадия обработки щетками обеспечивает частичное удаление следов предварительного покрытия 5 на кромке сварного шва 14, и более конкретно на боковой поверхности 13, полученной в результате процесса механического резания и/или при удалении предварительного покрытия 5 на кромке сварного шва 14.The brushing step provides for partial removal of traces of the
Зенкование или фацетирование кромки сварного шва 14 позволяет увеличить количество добавленного материала наполнителя без образования избыточной толщины сварного шва 22.Countersinking or beveling the edge of the
Механическая обработка кромки сварного шва 14 проводится в случае, когда форма кромки сварного шва 14 до обработки является недостаточно правильной для лазерной сварки.Machining of the edge of the
Кроме того, способ включает стадию сварки встык предварительно покрытых листов 2, после необязательной подготовки кромки сварного шва 14, с использованием присадочной проволоки 20 для того, чтобы получить сварную стальную заготовку 1.In addition, the method includes the step of butt-welding the
Фиг. 3 и 4 иллюстрируют две стадии сварки с целью получения сварной стальной заготовки 1.Fig. 3 and 4 illustrate two stages of welding in order to obtain a welded steel billet 1.
В показанном на фиг. 3 и 4 примере два предварительно покрытых листа 2 представляют собой предварительно покрытые листы, показанные на фиг. 1, которые включают зону удаления 18 на соответствующих кромках сварного шва 14, где слой металлического сплава 11 удален по всей толщине, в то время как слой интерметаллического сплава 9 остается целым.In the shown in FIG. 3 and 4, the two
Процесс сварки приводит к образованию зоны расплавленного металла в месте соединения между двумя листами 2, который в последующем затвердевает, образуя сварной шов 22. The welding process leads to the formation of a zone of molten metal at the junction between two
Стадия сварки в частности является стадией лазерной сварки, где лазерный луч 24 направлен к соединению между двумя листами 2. Указанному лазерному лучу 24 придают форму, обеспечивающую плавление присадочной проволоки 20 в точке воздействия 26 лазерного луча 24.The welding step is specifically a laser welding step where the
Стадию лазерной сварки проводят, например, с использованием CO2 лазера или твердотельного лазера.The laser welding step is carried out, for example, using a CO 2 laser or a solid state laser.
Предпочтительно лазерный источник является высокоэнергическим лазерным источником. Например, источник может быть выбран среди CO2 лазера с длиной волны приблизительно 10 микрометров, твердотельного лазера с длиной волны приблизительно 1 микрометр или полупроводникового лазерного источника, например, диодного лазера с длиной волны приблизительно в диапазоне между 0,8 и 1 микрометр. Preferably the laser source is a high energy laser source. For example, the source may be selected from a CO 2 laser with a wavelength of approximately 10 micrometers, a solid state laser with a wavelength of approximately 1 micrometer, or a semiconductor laser source such as a diode laser with a wavelength between approximately 0.8 and 1 micrometer.
Мощность лазерного источника выбирают в зависимости от толщины листов 2. В частности, мощность выбирают таким образом, чтобы обеспечить расплавление присадочной проволоки 20 и кромки сварного шва 14 листов 2, а также эффективное перемешивание в сварном шве 22. Например, для CO2 лазера мощность заключена между 3 кВт и 12 кВт. Например, для твердотельного лазера или полупроводникового лазера мощность заключена между 2 кВт и 8 кВт.The power of the laser source is chosen depending on the thickness of the
Диаметр лазерного луча 24 в точке воздействия 26 на листы 2 может быть равен приблизительно 600 мкм для обоих типов лазерных источников. The diameter of the
В течение стадии сварки, процесс проводится, например, в защитной атмосфере. Указанная защитная атмосфера, в частности, предотвращает окисление и обезуглероживание области, где осуществляется сварка, а также образование нитрида бора в сварном шве 22 и возможное холодное растрескивание из-за поглощения водорода.During the welding stage, the process is carried out, for example, in a protective atmosphere. This protective atmosphere, in particular, prevents oxidation and decarburization of the area where welding is carried out, as well as the formation of boron nitride in the
Примером защитной атмосферы является инертный газ или смесь инертных газов. Инертный газ может быть гелием или аргоном или смесью этих газов.An example of a protective atmosphere is an inert gas or a mixture of inert gases. The inert gas may be helium or argon or a mixture of these gases.
В течение указанной стадии сварки расстояние между лицевыми боковыми поверхностями 13 двух листов 1 составляет, например, меньше или оно равно 0,3 мм, и более конкретно меньше или равно 0,1 мм. Предоставление указанного зазора между лицевыми боковыми поверхностями 13 двух листов 1 способствует осаждению присадочного металла в течение процесса сварки и предотвращает образование избыточной толщины сварного шва 22. Осаждение присадочного металла и предотвращение избыточной толщины также улучшается в случае, когда в течение стадии подготовки, на кромке сварного шва 14 листов 2 образуется небольшая канавка или скошенная кромка.During said welding step, the distance between the front side surfaces 13 of the two sheets 1 is, for example, less than or equal to 0.3 mm, and more particularly less than or equal to 0.1 mm. Providing said gap between the front side surfaces 13 of the two sheets 1 promotes the deposition of filler metal during the welding process and prevents the formation of excess thickness of the
В частности, среднее содержание алюминия AlWJ в сварном шве 22 заключено между 0,1 масс.% и 1,2 масс.%. Более конкретно, среднее содержание алюминия AlWJ в сварном шве 22 составляет больше или оно равно 0,15 масс.%. Например, среднее содержание алюминия AlWJ в сварном шве 22 составляет меньше или оно равно 0,8 масс.%. In particular, the average content of aluminum Al WJ in the
Указанное среднее содержание алюминия AlWJ является результатом того, что часть предварительного покрытия 5, возможно, остается в зоне удаления 18 после удаления удаляемой части F, а также от следов алюминия, находящегося на боковой поверхности (поверхностях) 13, на кромке сварного шва (швов) 14, в результате процессов удаления и/или резания. В сварном шве 22 алюминий смешивается со стальной подложкой 3 и присадочной проволокой 20. The indicated average aluminum content Al WJ is the result of the fact that part of the
В течение стадии сварки, пропорция присадочной проволоки 20, добавленной в сварочную ванну, составляет, например, между 10% и 50%, и более конкретно между 10% и 40%.During the welding step, the proportion of
Согласно изобретению состав присадочной проволоки 20 и пропорцию присадочной проволоки 20, добавленной в сварочную ванну, выбирают таким образом, чтобы полученный таким образом сварной шов 22 имел следующие характеристики:According to the invention, the composition of the
(a) коэффициент закаливания FTWJ сварного шва 22 такой, чтобы выполнялся критерий C1 , (a) hardening factor FT WJ of
где:where:
- FTBM означает коэффициент закаливания наименее упрочняемой стальной подложки 3 среди стальных подложек 3 двух предварительно покрытых листов 2, и - FT BM means the hardening factor of the least
- коэффициенты закаливания FTWJ и FTBM определяются с использованием следующей формулы: FT= 128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi+ 5xCr- 79xAl - 2xNi² - 1532xC² - 5xMn² - 127xSi² - 40xCxNi - 4xNixMn, где Al, Cr, Ni, C, Mn и Si означают соответственно среднее содержание алюминия, хрома, никеля, углерода, марганца и кремния, выраженное в процентах по массе, в области, для которой следует определить коэффициент закаливания, указанная область является сварным швом 22 в случае FTWJ и наименее упрочняемой подложкой 3 в случае FTBM;- hardening factors FTWJ and FTBMdetermined using the following formula: FT= 128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi+ 5xCr- 79xAl - 2xNi² - 1532xC² - 5xMn² - 127xSi² - 40xCxNi - 4xNixMn, where Al, Cr, Ni, C, Mn and Si mean respectively the average aluminum content , chromium, nickel, carbon, manganese and silicon, expressed as a percentage by mass, in the area for which the hardening factor should be determined, the specified area is the
(b) среднее содержание никеля NiWJ в сварном шве 22 удовлетворяет следующему соотношению: NiWJ ≤ 14-3,4xAlWJ, где AlWJ означает среднее содержание алюминия в сварном шве (критерий C2); и(b) the average nickel content Ni WJ in the
(c) среднее содержание хрома CrWJ в сварном шве 22 удовлетворяет следующему соотношению: CrWJ ≤ 5-2xAlWJ, где AlWJ означает среднее содержание алюминия в сварном шве 22 (критерий C3).(c) the average chromium content Cr WJ in
Наименее упрочняемая подложка 3 среди подложек 3 предварительно покрытых листов 2 является подложка 3, имеющий наименьшее содержание углерода. The least reinforced
Действительно, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что в случае совокупного выполнения критериев C1, C2 и C3 деталь, полученная из указанной сварной стальной заготовки 1 после термообработки, включающей стадию астенизации (горячее прессование и охлаждение в аппарате прессования), демонстрирует повышенную ударную вязкость по Шарпи (больше или равна 25Дж/см² при 20°C) в сварном шве 22, причем предел прочности на разрыв больше или равен пределу прочности на разрыв наиболее слабой подложки среди подложек 3 предварительно покрытых листов 2.Indeed, the inventors of the present invention unexpectedly found that, in the case of the cumulative fulfillment of the criteria C1, C2 and C3, the part obtained from the specified welded steel billet 1 after heat treatment, including the stage of astenization (hot pressing and cooling in the pressing apparatus), shows an increased Charpy impact strength. (greater than or equal to 25J/cm² at 20°C) in the
Наиболее слабой подложкой 3 является подложка, для которой произведение толщины на предел прочности на разрыв после горячего прессования и охлаждения является минимальным. The
В частности, ударная вязкость по Шарпи сварного шва 22 при 20°C больше или равная 25 Дж/см² позволяет полностью устранить хрупкое разрушение в сварном шве.In particular, the Charpy impact strength of the
Следовательно, в случае совокупного выполнения критериев C1, C2 и C3 наличие сварного шва 22 не ухудшает характеристики сварной стальной детали, полученной путем горячего прессования и охлаждения из сварной заготовки, по сравнению с характеристиками, после горячего прессования и охлаждения, наиболее слабой подложки 3 среди подложек 3 предварительно покрытых листов 2, даже если сварной шов 22 включает относительно высокое содержание алюминия. Therefore, in the case of the cumulative fulfillment of criteria C1, C2 and C3, the presence of the
Таким образом, с использованием способа согласно изобретению можно получать детали, имеющие удовлетворительную безопасность при столкновении, несмотря на, возможно, относительно высокое содержание алюминия в сварном шве 22. Thus, using the method according to the invention, it is possible to obtain parts having a satisfactory crash safety, despite the possibly relatively high aluminum content in the
Предпочтительно, состав присадочной проволоки 20 и пропорцию присадочной проволоки 20, добавленной в сварочную ванну, дополнительно выбирают таким образом, чтобы среднее содержание никеля NiWJ в сварном шве 22 было заключено между 0,1 масс.% и 13,7 масс.%, и более конкретно между 0,2 масс.% и 12,0 масс.%. Preferably, the composition of the
Например, состав присадочной проволоки 20 и пропорцию присадочной проволоки 20, добавленной в сварочную ванну, дополнительно выбирают таким образом, чтобы среднее содержание хрома CrWJ в сварном шве 22 составляло больше или было равно 0,05 масс.%. Указанное содержание хрома в сварном шве является выгодным, поскольку это улучшает коррозионную стойкость и способность упрочняться сварного шва 22.For example, the composition of the
Предпочтительно, состав сварного шва 22 является таким, чтобы он имел, главным образом, мартенситную микроструктуру после горячего прессования и охлаждения. Выражение “главным образом” означает, что шов содержит по меньшей мере 95% мартенсита, и более конкретно 100% мартенсита. Preferably, the composition of the
Присадочная проволоки 20, в частности, имеет содержание углерода, заключенное между 0,01 масс.% и 0,45 масс.%. Согласно примеру содержание углерода в присадочной проволоке 20 составляет больше или равно содержанию углерода для наименее упрочняемой подложки 3 среди подложек 3 двух предварительно покрытых листов 2.The
Действительно, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что с целью снижения риска возникновения сегрегации углерода и, следовательно, пиков твердости в сварном шве 22 после горячего прессования и охлаждения в аппарате прессования, особенно в присутствии значительного количества алюминия в сварном шве 22, содержание углерода в присадочной проволоке должно быть заключено между 0,01 масс.% и 0,45 масс.%. Следовательно, с использованием указанной присадочной проволоки 20 снижается риск хрупкости сварного шва 22 и отчасти устраняются повреждения сварного шва 22 для детали, полученной после горячего прессования и охлаждения в аппарате прессования при растяжении в перпендикулярном направлении к сварному шву 22. Indeed, the present inventors have surprisingly found that, in order to reduce the risk of carbon segregation and hence hardness peaks in the
В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что содержание углерода в присадочной проволоке должен быть заключено между 0,01 масс.% и 0,45 масс.% для того, чтобы иметь возможность получить сварной шов 22, в котором максимальное изменение твердости ΔHV(WJ) поперек сварного шва 22 составляет меньше или равно 20% от средней твердости HVmean (WJ) сварного шва 22, другими словами, , где ΔHV(WJ) означает разность между максимальной и минимальной твердостью, измеренной в сварном шве 22 и HVmean(WJ) представляет собой среднюю твердость, измеренную в сварном шве 22.In particular, the inventors of the present invention have found that the carbon content of the filler wire must be between 0.01 wt.% and 0.45 wt.% in order to be able to obtain a
Предпочтительно, присадочная проволока 20 имеет содержание марганца строго меньше, чем содержание марганца для подложек 3 предварительно покрытых листов 2.Preferably, the
Например, присадочная проволока 20 имеет следующий состав, по массе:For example,
0,01% ≤ C ≤ 0,45%, и, например, 0,02% ≤ C ≤ 0,45%0.01% ≤ C ≤ 0.45%, and for example 0.02% ≤ C ≤ 0.45%
0,001% ≤ Mn ≤ 0,45%, и, например, 0,05% ≤ Mn ≤ 0,45%, еще более конкретно 0.001% ≤ Mn ≤ 0.45%, and, for example, 0.05% ≤ Mn ≤ 0.45%, more specifically
0,05% ≤ Mn ≤ 0,20%,0.05% ≤ Mn ≤ 0.20%,
0,001% ≤ Si ≤ 1%0.001% ≤ Si ≤ 1%
0,02% ≤ Ni ≤ 56%, и, например, между 0,2% ≤ Ni ≤ 10,0%, 0.02% ≤ Ni ≤ 56%, and for example between 0.2% ≤ Ni ≤ 10.0%,
0,001% ≤ Cr ≤ 30%0.001% ≤ Cr ≤ 30%
0,001% ≤ Mo ≤ 5%0.001% ≤ Mo ≤ 5%
0,001% ≤ Al ≤ 0,30%0.001% ≤ Al ≤ 0.30%
0,001% ≤ Cu ≤ 1,80%0.001% ≤ Cu ≤ 1.80%
0,001% ≤ Nb ≤ 1,50%0.001% ≤ Nb ≤ 1.50%
0,001% ≤ Ti ≤ 0,30%0.001% ≤ Ti ≤ 0.30%
0,001% ≤ N ≤ 10%0.001% ≤ N ≤ 10%
0,001% ≤ V ≤ 0,1%0.001% ≤ V ≤ 0.1%
0,001% ≤ Co ≤ 0,20%,0.001% ≤ Co ≤ 0.20%,
остальное представляет собой железо и неизбежные примеси.the rest is iron and inevitable impurities.
В приведенном выше примере состава присадочной проволоки, содержание Mn, Si, Cr, Mo, Al, Cu, Nb, Ti, N, V и Co приблизительно равное 0,001% соответствует следам указанных выше элементов на уровне примесей, появляющихся от плавления исходных материалов и от разработки или является результатом точности устройств измерения при очень низком содержании элементов, что фактически может означать полное отсутствие элемента в анализируемой стали, которое измеряется, как присутствие в очень малом количестве, или что элемент присутствует в очень малом количестве, которое измеряется, как отсутствие в стали. In the filler wire composition example above, the Mn, Si, Cr, Mo, Al, Cu, Nb, Ti, N, V, and Co contents of approximately 0.001% correspond to traces of the above elements at the level of impurities arising from the melting of raw materials and from design or is the result of the accuracy of measuring devices at a very low content of elements, which in fact can mean the complete absence of the element in the analyzed steel, which is measured as the presence in a very small amount, or that the element is present in a very small amount, which is measured as the absence in the steel .
Например, присадочная проволока 20 состоит из указанных выше элементов.For example, the
Например, присадочная проволока 20 является твердой проволокой или порошковой проволокой.For example,
Изобретение также относится к сварной стальной заготовке 1, которая может быть получена с использованием указанного выше способа. The invention also relates to a welded steel billet 1, which can be obtained using the above method.
Пример такой сварной стальной заготовки показан на фиг. 5. An example of such a welded steel billet is shown in FIG. 5.
Сварная стальная заготовка 1 содержит два предварительно покрытых листа 2, причем каждый предварительно покрытый лист 2, включает стальную подложку 3, имеющую предварительное покрытие 5 на каждой из главных поверхностей 4, предварительно покрытие 5, включающее слой интерметаллического сплава 9, содержащего по меньшей мере железо и алюминий и, необязательно, слой металлического сплава 11, простирающийся поверх слоя интерметаллического сплава 9, причем слой металлического сплава 11 является слоем алюминия, слоем алюминиевого сплава, или слоем сплава на основе алюминия, где предварительно покрытые листы 2 соединены сварным швом 22.The welded steel billet 1 comprises two
Сварная стальная заготовка 1 содержит на каждой стороне сварного шва 22 промежуточную зону 28, в которой предварительное покрытие 5 удалено над зоной удаления F, как описано выше. The welded steel billet 1 comprises on each side of the
Кроме того, как можно увидеть на фиг. 5, каждая промежуточная зона 28 включает внутреннюю кромку 30, расположенную на сварном шве 22 и внешнюю кромку 32, расположенную вдали от сварного шва 22. Moreover, as can be seen in FIG. 5, each
Ширина W каждой промежуточной зоны 28, измеренная от кромки сварного шва 22, то есть, расстояние между внутренней кромкой 30 и внешней кромкой 32, заключено между 5 мкм и 2000 мкм, и более конкретно между 5 мкм и 1500 мкм. The width W of each
Предпочтительно, в промежуточной зоне 28 предварительное покрытие 5 удалено над устраняемой частью F, которая строго меньше чем 100%. В частности, слой металлического сплава 11 удален, однако слой интерметаллического сплава 9 остается цельным.Preferably, in the
Согласно альтернативе, в промежуточной зоне 28 предварительное покрытие 5 удалено над устраняемой частью F равной 100%, то есть, по всей толщине.According to an alternative, in the
Поэтому в промежуточной зоне 28 толщина предварительного покрытия 5 строго меньше, чем в зонах предварительно покрытых листов 2, расположенных дополнительно вдали от сварного шва 22, или даже отсутствуют.Therefore, in the
Промежуточная зона 28 следует из зоны удаления 18 на соответствующих предварительно покрытых листах 2. The
Предварительно покрытые листы 2 и сварной шов 22 имеют признаки, описанные выше в связи со способом получения сварной стальной заготовки 1.The
Следовательно, сварной шов 22 соответствует критериям C1, C2 и C3, определенным выше.Therefore, the
Кроме того, среднее содержание алюминия AlWJ в сварном шве 22 заключено между 0,1 масс.% и 1,2 масс.%. Более конкретно, среднее содержание алюминия AlWJ в сварном шве 22 составляет больше или равно 0,15 масс.%. Среднее содержание алюминия AlWJ в сварном шве 22 составляет, например, меньше или равно 0,8 масс.%. In addition, the average content of aluminum Al WJ in the
Сварной шов 22 является, например, таким, что после горячего прессования и охлаждения в аппарате прессования, ударная вязкость по Шарпи сварного шва 22 при 20°C составляет больше или равна 25 Дж/см².The
Кроме того, после горячего прессования и охлаждения предел прочности на разрыв сформованной горячим прессованием и охлажденной сварной стальной заготовки составляет больше или равно пределу прочности на разрыв наиболее слабой подложки среди подложек 3 предварительно покрытых листов 2. В таком контексте, наиболее слабая подложка определяется, как описано выше.In addition, after hot pressing and cooling, the tensile strength of the hot-pressed and cooled welded steel billet is greater than or equal to the tensile strength of the weakest substrate among the
Например, среднее содержание никеля NiWJ в сварном шве 22 заключено между 0,1 масс.% и 13,6 масс.%, и более конкретно между 0,2 масс.% и 12,0 масс.%.For example, the average nickel content Ni WJ in the
Например, среднее содержание хрома CrWJ в сварном шве 22 составляет больше или равно 0,05 масс.%.For example, the average content of chromium Cr WJ in the
Сварной шов 22 является, например, таким, что после горячего прессования и охлаждения в аппарате прессования, максимальное изменение твердости ΔHV(WJ) поперек сварного шва 22 составляет меньше или равно 20% от средней твердости HVmean(WJ) сварного шва 22. Другими словами, . The
Сварной шов 22 является, например, таким, что средняя твердость HVmean(WJ) сварного шва 22, после горячего прессования и охлаждения в аппарате прессования, составляет меньше или равно 700 HV.The
Предпочтительно, состав сварного шва 22 является таким, что имеет, главным образом, мартенситную микроструктуру после горячего прессования и охлаждения. Выражение “главным образом” означает, что структура содержит по меньшей мере 95% мартенсита, и более конкретно 100% мартенсита. Preferably, the composition of the
Кроме того, изобретение относится к способу получения сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали, который включает в себя:In addition, the invention relates to a method for producing a welded, hot-pressed and cooled steel part, which includes:
- получение сварной стальной заготовки 1 с использованием способа, который описан выше; - obtaining a welded steel billet 1 using the method described above;
- нагревание сварной стальной заготовки 1 для того, чтобы получить полностью аустенитную структуру в подложках 3 предварительно покрытых листов 2, составляющих сварную заготовку 1;- heating the welded steel billet 1 in order to obtain a fully austenitic structure in the
- горячее прессование сварной стальной заготовки 1 в аппарате прессования с целью получения стальной детали; и- hot pressing of the welded steel billet 1 in the pressing apparatus in order to obtain a steel part; and
- охлаждение стальной детали в аппарате прессования.- cooling of the steel part in the pressing apparatus.
Более конкретно, во время стадии нагревания, сварная стальная заготовка 1 нагревается до температуры аустенизации. Затем заготовку выдерживают при температуре аустенизации в течение времени выдержки, зависящего от толщины листов 2, образующих сварную стальную заготовку 1. Время выдержки выбирают в зависимости от температуры аустенизации таким образом, чтобы сварная заготовка 1 подверглась аустенизации и таким образом, чтобы образовался интерметаллический слой заданной толщины путем сплавления между подложками 3 и предварительным покрытием 5. Например, время выдержки приблизительно равно 5 минут. More specifically, during the heating step, the welded steel billet 1 is heated to an austenitizing temperature. Then, the workpiece is held at the austenitization temperature for a holding time depending on the thickness of the
До горячего прессования, нагретая таким образом сварная стальная заготовка 1 перемещается внутрь аппарата горячего прессования. Преимущественно, время перемещения заключается между 5 и 10 сек. Время перемещения выбирают как можно более коротким для того, чтобы избежать металлургических превращений в сварной стальной заготовке 1 до горячего прессования.Prior to hot pressing, the welded steel billet 1 thus heated is moved into the hot pressing apparatus. Preferably, the travel time is between 5 and 10 sec. The travel time is chosen to be as short as possible in order to avoid metallurgical transformations in the welded steel billet 1 prior to hot pressing.
В течение стадии охлаждения, скорость охлаждения составляет больше или равна критической скорости охлаждения мартенсита или бейнита по меньшей мере для одной из подложек 3 из двух стальных листов 2, и, например, из наиболее упрочняемого стального листа 1, то есть, стального листа, имеющего наименьшую критическую скорость охлаждения. During the cooling step, the cooling rate is greater than or equal to the critical cooling rate of martensite or bainite for at least one of the
После охлаждения, сварной шов 22 обладает, главным образом, мартенситной микроструктурой. Выражение “главным образом” означает, что структура содержит по меньшей мере 95% мартенсита, и более конкретно 100% мартенсита. After cooling, the
Кроме того, изобретение относится к сварной, сформованной горячим прессованием и охлажденной стальной детали, полученной с использованием описанного выше способа.In addition, the invention relates to a welded, hot-pressed and cooled steel part obtained using the method described above.
Более конкретно, указанная стальная деталь включает первую часть покрытой стальной детали и вторую часть покрытой стальной детали, соответственно, являющейся результатом горячего прессования и охлаждения в аппарате прессования двух предварительно покрытых стальных листов 2. More specifically, said steel part includes the first part of the coated steel part and the second part of the coated steel part, respectively, resulting from hot pressing and cooling in the pressing apparatus of two
Более конкретно, каждая часть покрытой стальной детали включает стальную подложку, имеющую на каждой из главных поверхностей, покрытие, включающее железо и алюминий, причем первая и вторая части стальной детали соединены сварным швом 22, который описан выше. More specifically, each part of the coated steel part includes a steel substrate having, on each of the main surfaces, a coating including iron and aluminum, the first and second parts of the steel part being connected by a
В частности, покрытие первой и второй частей стальной детали является результатом по меньшей мере частичного сплавления предварительного покрытия 5 во время горячего прессования.In particular, the coating of the first and second parts of the steel part is the result of at least partial fusion of the
Подложки первой и второй частей стальной детали имеют описанный выше состав для предварительно покрытых листов 2. Они образуются в результате горячего прессования и охлаждения подложек 3 предварительно покрытых листов 2. The substrates of the first and second parts of the steel part have the composition described above for the
Каждая часть стальной детали включает промежуточную зону, смежную сварному шву 22, и на каждой поверхности части стальной детали. Указанная промежуточная зона образуется из промежуточной зоны 28, описанной в связи со сварной заготовкой 1. В промежуточной зоне толщина покрытия строго меньше, чем в остальной части стальной детали, или покрытие даже отсутствует.Each part of the steel part includes an intermediate zone adjacent to the
Сварной шов 22 соответствует критериям C1, C2 и C3, определенным выше.The
Кроме того, сварной шов 22 имеет среднее содержание алюминия AlWJ, заключенное между 0,1 масс.% и 1,2 масс.%. Например, среднее содержание алюминия в сварном шве 22 составляет меньше или равно 0,15 масс.%. Например, среднее содержание алюминия в сварном шве 22 составляет меньше или равно 0,8 масс.%.In addition, the
Ударная вязкость по Шарпи сварного шва 22 при 20°C составляет больше или равна 25 Дж/см² и предел прочности на разрыв детали составляет больше или равен пределу прочности на разрыв наиболее слабой подложки среди подложек 3 покрытой части стальной детали.The Charpy impact strength of the
Например, сварной шов 22 имеет среднее содержание никеля NiWJ, заключенное между 0,1 масс.% и 13,6 масс.%, и более конкретно между 0,2 масс.% и 12,0 масс.%.For example,
Например, сварной шов 22 имеет среднее содержание хрома CrWJ больше или равное 0,05 масс.%.For example,
Сварной шов является, например, таким, что максимальное изменение твердости ΔHV(WJ) поперек сварного шва составляет меньше или равно 20% от средней твердости HVmean(WJ) сварного шва 22. Другими словами, .The weld is, for example, such that the maximum change in hardness ΔHV(WJ) across the weld is less than or equal to 20% of the average hardness HV mean (WJ) of the
Средняя твердость HVmean(WJ) в сварном шве 22, например, является меньше или равной 700 HV.The average hardness HV mean (WJ) in the
Предпочтительно, сварной шов 22 обладает, главным образом, мартенситной микроструктурой. Выражение “главным образом” означает, что структура содержит по меньшей мере 95% мартенсита, и более конкретно 100% мартенсита. Preferably, the
Авторы настоящего изобретения провели эксперименты, в которых сварные стальные заготовки 1 были получены путем лазерной сварки встык вместе с двумя предварительно покрытыми листами A и B с использованием присадочной проволоки W. The present inventors conducted experiments in which welded steel blanks 1 were obtained by laser butt welding together with two pre-coated sheets A and B using filler wire W.
В таблице 1 ниже приведены экспериментальные условия для каждого проведенного эксперимента от E1 до E22.Table 1 below lists the experimental conditions for each experiment performed from E1 to E22.
Предоставленные исходные предварительно покрытые листы A и B имели предварительное покрытие 5 на обеих главных поверхностях 4 с толщиной приблизительно 25 микрометров. The original pre-coated sheets A and B provided were pre-coated 5 on both
Для всех испытанных предварительно покрытых листов A и B, предварительное покрытие 5 было получено путем горячего покрытия маканием в ванне расплавленного металла и включало слой металлического сплава 11 и слой интерметаллического сплава 9. For all pre-coated sheets A and B tested,
Слой металлического сплава 11 предварительного покрытия 5 включает в себя, по массе:The metal alloy layer 11 of the
Si: 9% Si: 9%
Fe: 3%, Fe: 3%
причем остальное состоит из алюминия и возможных примесей, появившихся в результате разработки. with the rest consisting of aluminum and possible impurities resulting from development.
Слой металлического сплава 11 имеет в среднем общую толщину 20 мкм.The metal alloy layer 11 has an average total thickness of 20 µm.
Слой интерметаллического сплава 9 содержит интерметаллические соединения типа Fex-Aly, и главным образом, Fe2Al3. Fe2Al5 и FexAlySiz. Слой имеет среднюю толщину 5 мкм. The
Для всех испытанных предварительно покрытых листов A и B зона удаления 18 была создана на обеих главных поверхностях путем удаления слоя металлического сплава 11, в то же время слой интерметаллического сплава оставался цельным. Удаление проводили путем лазерного удаления с использованием способа, раскрытого в предшествующей заявке WO 2007/118939.For all pre-coated sheets A and B tested, a
Таблица 1. Перечень условий эксперимента Table 1. List of experimental conditions
* нет данных.* no data.
В таблице 1, подчеркнуты эксперименты, которые не соответствуют изобретению.In Table 1, experiments are underlined that are not in accordance with the invention.
В приведенной выше таблице, “0” в столбце “Пропорция присадочной проволоки, добавленной в сварочную ванну,” означает, что присадочную проволоку не добавляли.In the above table, “0” in the column “Proportion of filler wire added to the weld pool,” means that no filler wire was added.
Стальные подложки, использованные в различных экспериментах, указанных в таблице 1, имеют составы, приведенные ниже, в таблице 2, где содержание выражено в масс. %. The steel substrates used in the various experiments shown in Table 1 have the compositions shown in Table 2 below, where the content is expressed in wt. %.
Таблица 2. Составы подложекTable 2. Substrate compositions
Для всех подложек остальной состав представляет собой железо, возможные примеси и неизбежные элементы, появляющиеся при производстве. For all substrates, the rest of the composition is iron, possible impurities and unavoidable elements that appear during production.
В приведенной выше таблице 2, знак “-“ означает, что подложка содержит максимум следов рассматриваемого элемента.In Table 2 above, the “-” sign means that the substrate contains the maximum traces of the element in question.
Присадочные проволоки W, использованные в различных экспериментах и указанные в таблице 1, имеют состав, приведенный ниже, в таблице 3, где содержание выражено в масс. %. Filler wires W used in various experiments and listed in table 1 have the composition shown below in table 3, where the content is expressed in mass. %.
Таблиц 3. Состав присадочной проволоки WTable 3. Filler wire composition W
менты (в %)Other elements
cops (in %)
Для всех присадочных проволок остальной состав представляет собой железо, возможные примеси и неизбежные элементы, появляющиеся при производстве. For all filler wires, the rest of the composition is iron, possible impurities and unavoidable elements that appear during production.
Если не оговорено другое, указанные присадочные проволоки могут содержать Al, Cu, Nb, Ti, N, V и Co в количестве приблизительно равном 0,001%, что соответствует следам указанных элементов. Unless otherwise stated, these filler wires may contain Al, Cu, Nb, Ti, N, V and Co in an amount of approximately 0.001%, which corresponds to traces of these elements.
Затем авторы изобретения определяли для каждого эксперимента от E1 до E21, состав полученного сварного шва 22, с использованием традиционных методов измерений.The inventors then determined, for each experiment from E1 to E21, the composition of the resulting
Среднее содержание марганца, алюминия, никеля, хрома и кремния в сварном шве 22 определяют путем усреднения по всей поверхности анализируемого сварного шва с использованием спектрального анализатора энергетической дисперсии встроенного в сканирующий электронный микроскоп. Среднее содержание углерода определяют, используя электронный микрозонд Кастена, в сечении пробы, в перпендикулярном направлении к сварному шву 22. Результаты этих измерений приведены ниже в таблице 4. The average content of manganese, aluminum, nickel, chromium and silicon in the
Таблица 4. Измеренное содержание элементов в сварном швеTable 4. Measured content of elements in the weld
Кроме того, авторы изобретения подвергали полученные таким образом сварные стальные заготовки 1 термической обработке, включающей аустенизацию, с последующим быстрым охлаждением для того, чтобы получить термообработанные детали. Указанные термообработанные детали обладали такими же свойствами, как сформованные горячим прессованием и охлажденные детали. In addition, the inventors subjected the welded steel blanks 1 thus obtained to a heat treatment including austenitization followed by rapid cooling to obtain heat-treated parts. These heat-treated parts had the same properties as hot-pressed and cooled parts.
Затем авторы изобретения провели измерения с целью определения механических характеристик указанных деталей (предел прочности на разрыв сформованных горячим прессованием и охлажденных деталей и ударная вязкость по Шарпи сварного шва). The inventors then carried out measurements to determine the mechanical characteristics of said parts (tensile strength of hot-pressed and cooled parts and Charpy impact strength of the weld).
Кроме того, авторы сопоставили измеренный предел прочности на разрыв сформованных горячим прессованием и охлажденных деталей (UTSдетали) с пределом прочности на разрыв наиболее слабой подложки после термической обработки (UTSслабейшая подложка). In addition, the authors compared the measured tensile strength of hot-pressed and cooled parts (UTS parts ) with the tensile strength of the weakest substrate after heat treatment (UTS weakest substrate ).
Найденные таким образом, характеристики приведены ниже в таблице 5.The characteristics found in this way are shown in Table 5 below.
Таблица 5. Механические характеристики после термической обработки Table 5. Mechanical characteristics after heat treatment
В этой таблице “н.и.” означает “не измерено”.In this table, “n.i.” means "not measured".
Испытание на растяжение проводили при комнатной температуре (около 20°C) с использованием методики, описанной в следующих стандартах: NF EN ISO 4136 и NF ISO 6892-1 на поперечном сварном образце для испытания на растяжение типа EN 12.5 × 50 (240 × 30 мм), извлеченном перпендикулярно направлению лазерного сварного шва. Для каждого эксперимента (от E1 до E21) проводили пять испытаний на растяжение. The tensile test was carried out at room temperature (about 20°C) using the procedure described in the following standards: NF EN ISO 4136 and NF ISO 6892-1 on a transverse welded tensile test specimen type EN 12.5 × 50 (240 × 30 mm ) extracted perpendicular to the direction of the laser weld. Five tensile tests were performed for each experiment (E1 to E21).
Ударную вязкость по Шарпи измеряли с помощью стандартного испытания на удар по Шарпи с использованием образца, имеющего V-образный надрез в сварном шве 22; этот V-образный надрез имел глубину 2 мм и общую ширину 8 мм, причем точность расположения надреза в сварном шве была лучше или равной 0,2 мм, где ширина означает размер образца параллельно глубине надреза. Испытания проводили при 20°C.Charpy impact strength was measured using a standard Charpy impact test using a sample having a V-shaped notch in the
На основе измеренного состава сварных швов 22 авторы определяли для каждого эксперимента от E1 до E21, выполнены ли критерии C1 - C3, определенные выше. Based on the measured composition of
Результаты этих измерений обобщены ниже в таблице 6.The results of these measurements are summarized below in Table 6.
Таблица 6. Определение критериев для сварных швов Table 6. Definition of criteria for welds
Подчеркнуты величины, которые не соответствуют изобретению.Values that do not correspond to the invention are underlined.
Как можно увидеть из таблицы 6, эксперименты, обозначенные E1, E2, E5 - E14, E17 и E18, представляют собой примеры согласно изобретению: в этих экспериментах в критерии C1 - C3 выполнены. As can be seen from Table 6, the experiments labeled E1, E2, E5 - E14, E17 and E18 are examples according to the invention: in these experiments criteria C1 - C3 are met.
Напротив, эксперименты, обозначенные E3, E4, E15, E16 и E19 - E22 не соответствуют изобретению: в этих экспериментах, по меньшей мере один критерий среди критериев C1 - C3 не выполнен. On the contrary, the experiments labeled E3, E4, E15, E16 and E19 - E22 are not in accordance with the invention: in these experiments, at least one criterion among the criteria C1 - C3 is not fulfilled.
Как можно увидеть из приведенной выше таблицы 5, в экспериментах E1, E2, E5 - E14, E17 и E18, в которых критерии C1 - C3 выполнены, сформованные горячим прессованием и охлажденные детали, полученные из сварных заготовок 1, обладают удовлетворительными механическими свойствами, в частности, предел прочности на разрыв больше или равен прочности наиболее слабой подложки среди двух подложек сварной заготовки 1, после термической обработки, и ударная вязкость по Шарпи сварного шва 22 при 20°C больше или равна 25 Дж/см².As can be seen from Table 5 above, in experiments E1, E2, E5 - E14, E17 and E18, in which the criteria C1 - C3 are met, the hot-pressed and cooled parts obtained from welded billets 1 have satisfactory mechanical properties, in in particular, the tensile strength is greater than or equal to the strength of the weakest substrate among the two substrates of the weld 1 after heat treatment, and the Charpy impact strength of the
Следовательно, для деталей, полученных из заготовок 1 согласно изобретению, наличие сварного шва 22 не ухудшает характеристики сварных стальных деталей, по сравнению со свойствами наиболее слабой подложки 3 после горячего прессования и охлаждения. Таким образом, указанные детали будут иметь удовлетворительную безопасность при столкновении, несмотря на содержание алюминия в сварном шве. Therefore, for the parts obtained from the blanks 1 according to the invention, the presence of the
Напротив, в экспериментах E3, E4, E14 - E16 и E19 - E22, которые не соответствуют изобретению, так как по меньшей мере один среди критериев C1 - C3 не выполнен, по меньшей мере одно свойство - предел прочности на разрыв сформованных горячим прессованием и охлажденных деталей, или ударная вязкость по Шарпи сварного шва являются слишком низкими, и, следовательно, неудовлетворительными. Поэтому для таких деталей, существует риск, что деталь будет разрушаться в сварном шве, например, в ситуации столкновения. On the contrary, in experiments E3, E4, E14 - E16 and E19 - E22, which do not correspond to the invention, since at least one among the criteria C1 - C3 is not fulfilled, at least one property - tensile strength of hot-pressed and cooled parts, or the Charpy impact strength of the weld are too low and therefore unsatisfactory. Therefore, for such parts, there is a risk that the part will fail in the weld, for example, in a collision situation.
Следовательно, способ согласно изобретению является особенно выгодным, поскольку обеспечивает получение детали, которая после горячего прессования и охлаждения в аппарате прессования имеет отличные механические характеристики, в том числе в сварном шве 22, несмотря на содержание алюминия в сварном шве. Therefore, the method according to the invention is particularly advantageous as it provides a part which, after hot pressing and cooling in the pressing apparatus, has excellent mechanical characteristics, also in the
Поэтому способ особенно хорошо приспособлен для производства деталей против несанкционированного доступа, конструкционных деталей или поглотителей энергии, что обеспечивает вклад в безопасность автомобилей.Therefore, the method is particularly well suited for the production of anti-tamper parts, structural parts or energy absorbers, which contributes to the safety of motor vehicles.
Согласно конкретному варианту осуществления способа получения сварной заготовки 1 согласно изобретению, стадия получения двух предварительно покрытых листов 2 включает в себя:According to a specific embodiment of the method for producing a welded blank 1 according to the invention, the step of obtaining two
- предоставление двух исходных предварительно покрытых листов 2', - providing two original pre-coated sheets 2',
- размещение указанных двух исходных предварительно покрытых листов 2', смежных друг другу, хотя между ними остается заданный зазор; и- placing said two original pre-coated sheets 2' adjacent to each other, although a given gap remains between them; and
- одновременное удаление с помощью лазера предварительного покрытия 5 на двух смежных исходных предварительно покрытых листах 2' над устраняемой частью F таким образом, чтобы одновременно создать зону удаления 18 на смежных поверхностях указанных двух исходных предварительно покрытых листов 2', причем лазерный луч перекрывает два смежных исходных предварительно покрытых листа 2' в течение стадии удаления.- simultaneous laser removal of the pre-coat 5 on two adjacent original pre-coated sheets 2' above the part F to be removed so as to simultaneously create a
Во время стадии сварки, полученные таким образом два смежных предварительно покрытых листа 2 сваривают лазерным лучом, пятно которого перекрывает два исходных предварительно покрытых листа 2. Предпочтительно, время между концом лазерного удаления и началом сварки составляет меньше или равно 10 сек.During the welding step, the two adjacent
Каждая промежуточная зона 28 полученной таким образом сварной заготовки 1 включает в себя бороздчатость затвердевания, которая является результатом лазерного удаления. Each
Благодаря одновременному удалению предварительного покрытия 5 над устраняемой частью F с использованием одного лазерного луча, который перекрывает оба исходных предварительно покрытых листа 2, бороздчатость затвердевания на смежных основных поверхностях 4 двух предварительно покрытых листах 2 является симметричной относительно вертикальной медианной плоскости M между двумя предварительно покрытыми листами 2.By simultaneously removing the pre-coat 5 over the part F to be removed using a single laser beam that overlaps both original
Кроме того, как отмечалось ранее в отношении фиг. 5, каждая промежуточная зона 28 включает внутреннюю кромку 30, расположенную на сварном шве 22, и внешнюю кромку 32, расположенную вдали от сварного шва 22. In addition, as noted earlier with respect to FIG. 5, each
В этом конкретном варианте осуществления, благодаря способу одновременного удаления, расстояние между внешними кромками смежных промежуточных зон двух предварительно покрытых листов является практически постоянным вдоль продольного направления сварного шва 22. Выражение «практически постоянным» означает, что расстояние между внешними кромками 32 смежных промежуточных зон двух предварительно покрытых листов 2 изменяется максимум на 5% вдоль сварного шва 22, то есть, в продольном направления сварного шва 22. In this particular embodiment, due to the simultaneous removal method, the distance between the outer edges of the adjacent intermediate zones of the two pre-coated sheets is substantially constant along the longitudinal direction of the
Изобретение также относится к детали, полученной путем горячего прессования и охлаждения сварной заготовки 1, полученной с использованием способа согласно конкретному варианту осуществления изобретения. The invention also relates to a part obtained by hot pressing and cooling of a welded blank 1 obtained using the method according to a particular embodiment of the invention.
Указанная сформованная горячим прессованием и охлажденная деталь имеет такие же признаки, которые описаны выше. Said hot-pressed and cooled part has the same features as described above.
Кроме того, в этой детали каждая промежуточная зона включает бороздчатость затвердевания, причем бороздчатость затвердевания на смежных основных поверхностях 4 двух покрытых частей стальной детали является симметричной относительно вертикальной медианной плоскости между двумя покрытыми частями стальной детали.In addition, in this part, each intermediate zone includes a solidification striation, and the solidification striation on the adjacent
Предпочтительно, каждая промежуточная зона включает внутреннюю кромку, расположенную на сварном шве 22, и внешнюю кромку, расположенную вдали от сварного шва 22, и расстояние между внешними кромками смежных промежуточных зон двух покрытых частей стальной детали является практически постоянным вдоль продольного направления сварного шва 22. Выражение «практически постоянным» означает, что расстояние между внешними кромками смежных промежуточных зон двух покрытых частей стальной детали изменяется максимум на 5% вдоль сварного шва 22, то есть, в продольном направлении сварного шва 22.Preferably, each intermediate zone includes an inner edge located on the
Claims (247)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IBPCT/IB2018/060585 | 2018-12-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2783829C1 true RU2783829C1 (en) | 2022-11-18 |
Family
ID=
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2007545A1 (en) * | 2006-04-19 | 2008-12-31 | ArcelorMittal France | Method for manufacturing a welded component with very high mechanical characteristics from a coated lamination sheet |
US20090056403A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Martinrea International Inc. | Method of hot stamping metal parts |
US20140003860A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-02 | Shiloh Industries, Inc. | Welded blank assembly and method |
EP2737971A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-04 | Hyundai Hysco | Tailor welded blank, manufacturing method thereof, and hot stamped component using tailor welded blank |
WO2015086781A1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Autotech Engineering A.I.E. | Methods for joining two blanks and blanks and products obtained |
WO2015150892A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Arcelormittal | Method of producing press-hardened and -coated steel parts at a high productivity rate |
EP2942143B1 (en) * | 2014-05-09 | 2017-03-15 | Gestamp HardTech AB | Methods for joining two blanks and blanks and products obtained |
DE102015115915A1 (en) * | 2015-09-21 | 2017-03-23 | Wisco Tailored Blanks Gmbh | Laser welding process for the production of a semi-finished sheet of hardenable steel with an aluminum or aluminum-silicon based coating |
US20170266761A1 (en) * | 2014-04-25 | 2017-09-21 | Arcelormittal | Method for the preparation of aluminized steel sheets to be welded and then press hardened |
RU2652341C2 (en) * | 2014-02-17 | 2018-04-25 | Виско Тейлорд Блэнкс Гмбх | Method for laser welding one or more workpieces made of hardenable steel in a butt joint |
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2007545A1 (en) * | 2006-04-19 | 2008-12-31 | ArcelorMittal France | Method for manufacturing a welded component with very high mechanical characteristics from a coated lamination sheet |
RU2403309C2 (en) * | 2006-04-19 | 2010-11-10 | Арселормитталь Франс | Method for manufacturing welded part with high mechanical properties from rolled sheet with coating |
US20090056403A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Martinrea International Inc. | Method of hot stamping metal parts |
US20140003860A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-02 | Shiloh Industries, Inc. | Welded blank assembly and method |
EP2737971A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-04 | Hyundai Hysco | Tailor welded blank, manufacturing method thereof, and hot stamped component using tailor welded blank |
WO2015086781A1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Autotech Engineering A.I.E. | Methods for joining two blanks and blanks and products obtained |
RU2652341C2 (en) * | 2014-02-17 | 2018-04-25 | Виско Тейлорд Блэнкс Гмбх | Method for laser welding one or more workpieces made of hardenable steel in a butt joint |
WO2015150892A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Arcelormittal | Method of producing press-hardened and -coated steel parts at a high productivity rate |
US20170266761A1 (en) * | 2014-04-25 | 2017-09-21 | Arcelormittal | Method for the preparation of aluminized steel sheets to be welded and then press hardened |
EP2942143B1 (en) * | 2014-05-09 | 2017-03-15 | Gestamp HardTech AB | Methods for joining two blanks and blanks and products obtained |
DE102015115915A1 (en) * | 2015-09-21 | 2017-03-23 | Wisco Tailored Blanks Gmbh | Laser welding process for the production of a semi-finished sheet of hardenable steel with an aluminum or aluminum-silicon based coating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2742865C1 (en) | Method of producing welded steel workpiece and related welded workpiece | |
KR102305989B1 (en) | Method for manufacturing press hardened laser welded steel parts and press hardened laser welded steel parts | |
JP2023169155A (en) | Method for producing welded steel blank and associated welded steel blank | |
RU2783829C1 (en) | Method for production of welded steel billet and corresponding welded steel billet |