RU2799379C1 - Assembly manufacturing method - Google Patents

Assembly manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
RU2799379C1
RU2799379C1 RU2021139085A RU2021139085A RU2799379C1 RU 2799379 C1 RU2799379 C1 RU 2799379C1 RU 2021139085 A RU2021139085 A RU 2021139085A RU 2021139085 A RU2021139085 A RU 2021139085A RU 2799379 C1 RU2799379 C1 RU 2799379C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
steel substrate
steel
thickness
rest
Prior art date
Application number
RU2021139085A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Астрид ПЕРЛАД
Селин МЮЗИК
Кристин КАЧИНСКИ
Ясин БЕНЛАТРЕШ
Реми КАВАЛЛОТТИ
Original Assignee
Арселормиттал
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Арселормиттал filed Critical Арселормиттал
Application granted granted Critical
Publication of RU2799379C1 publication Critical patent/RU2799379C1/en

Links

Images

Abstract

EFFECT: steel treatment.
SUBSTANCE: group of inventions is related to a pre-coated steel substrate, a method for manufacturing said substrate, a method for manufacturing an assembly from at least two said substrates, an assembly obtained by said method, and the use of said assembly for the manufacture of vehicle parts. The pre-coated steel substrate comprises the following layers: a first pre-coating of titanium, optionally an intermediate pre-coating layer containing at least 8 wt.% nickel and at least 10 wt.% chromium, the rest being iron, or optionally an intermediate pre-coating layer, containing Fe, Ni, Cr and Ti, in which the content of Ti is greater than or equal to 5 wt.%, and the following equation is satisfied: 8 wt.% < Cr + Ti < 40 wt.%, Fe and Ni - the rest; second pre-coating based on zinc. The specified steel substrate contains more than 0.05 wt.% Si.
EFFECT: assembly that includes at least a steel substrate that is resistant to cracks resulting from liquid metal embrittlement is provided.
19 cl, 2 dwg, 5 tbl, 2 ex

Description

Настоящее изобретение относится к стальной подложке с предварительно нанесённым покрытием, способу изготовления стальной подложки с покрытием; способу изготовления сборки и к сборке. Он особенно подходит для строительной и автомобильной промышленности.The present invention relates to a pre-coated steel substrate, a method for manufacturing a coated steel substrate; assembly manufacturing method and assembly. It is particularly suitable for the construction and automotive industries.

Обычно используются покрытия на основе цинка, поскольку они обеспечивают защиту от коррозии благодаря барьерной защите и катодной защите. Барьерный эффект достигается за счёт нанесения металлического или неметаллического покрытия на стальную поверхность. Таким образом, покрытие предотвращает контакт стали с агрессивной атмосферой. Барьерный эффект не зависит от природы покрытия и подложки. Напротив, протекторная катодная защита основана на том факте, что цинк является активным металлом по сравнению со сталью согласно ряду ЭДС. Таким образом, если возникает коррозия, предпочтительнее расходуется цинк по сравнению со сталью. Катодная защита важна в тех областях, где сталь подвергается прямому воздействию агрессивной атмосферы, например, кромки среза, где окружающий цинк расходуется раньше стали. Zinc-based coatings are commonly used because they provide corrosion protection through barrier protection and cathodic protection. The barrier effect is achieved by applying a metallic or non-metallic coating to the steel surface. Thus, the coating prevents the steel from coming into contact with an aggressive atmosphere. The barrier effect does not depend on the nature of the coating and substrate. In contrast, sacrificial cathodic protection is based on the fact that zinc is an active metal compared to steel according to the EMF series. Thus, if corrosion occurs, zinc is consumed rather than steel. Cathodic protection is important in areas where the steel is directly exposed to aggressive atmospheres, such as cut edges where the surrounding zinc is consumed before the steel.

Однако, когда стадии нагрева выполняются на таких стальных листах с цинковым покрытием, например, во время горячего прессования или контактной точечной сварки, в стали наблюдаются трещины, которые возникают на границе раздела сталь/покрытие. Действительно, иногда наблюдается снижение механических свойств из-за наличия трещин в стальном листе с покрытием после вышеуказанной операции. Эти трещины появляются при следующих условиях: высокая температура выше точки плавления материалов покрытия; контакт между жидким металлом, имеющим низкую температуру плавления (например, цинк), и подложкой в сочетании с наличием критических напряжений; диффузии и смачивания расплавленным металлом в зёрнах и границах зёрен стальной подложки. Обозначение для такого явления известно как жидко-металлическое охрупчивание (LME), а также называется охрупчивание под действием жидкого металла (LMAC).However, when heating steps are performed on such zinc-coated steel sheets, such as during hot pressing or resistance spot welding, cracks are observed in the steel that occur at the steel/plating interface. Indeed, sometimes there is a decrease in mechanical properties due to the presence of cracks in the coated steel sheet after the above operation. These cracks appear under the following conditions: high temperature above the melting point of the coating materials; contact between a liquid metal having a low melting point (for example, zinc) and a substrate in combination with the presence of critical stresses; diffusion and wetting by molten metal in the grains and grain boundaries of the steel substrate. The designation for this phenomenon is known as liquid metal embrittlement (LME) and is also called liquid metal embrittlement (LMAC).

Таким образом, задача изобретения состоит в предложении сборки включающей, по меньшей мере, стальную подложку, которая не имеет проблем с LME. В частности, оно направлено на создание простого в реализации способа получения этой сборки, не имеющей проблем с LME после горячего прессования и/или сварки.Thus, it is an object of the invention to propose an assembly including at least a steel backing which does not have problems with LME. In particular, it aims to provide an easy-to-implement process for producing this assembly without LME problems after hot pressing and/or welding.

Для решения указанной задачи предложено изобретение, которое относится к стальной подложке с предварительно нанесённым покрытием по любому из пунктов 1 - 13.To solve this problem, an invention is proposed, which relates to a steel substrate with a pre-coated according to any one of paragraphs 1 to 13.

Изобретение также относится к способу изготовления этой стальной подложки с предварительно нанесённым покрытием по любому из пунктов 14 - 16.The invention also relates to a method for manufacturing this pre-coated steel substrate according to any one of claims 14 to 16.

Изобретение также относится к способу изготовления сборки по любому из пунктов 17 или 18.The invention also relates to a method for manufacturing an assembly according to any one of claims 17 or 18.

Изобретение относится к сборке по любому из пунктов 19 - 23.The invention relates to the assembly according to any one of claims 19 to 23.

Наконец, изобретение относится к использованию сборки по пункту 24.Finally, the invention relates to the use of the assembly of claim 24.

Теперь изобретение будет проиллюстрировано с помощью показательных примеров, приведённых только в информационных целях и без ограничения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The invention will now be illustrated by way of illustrative examples, given for informational purposes only and without limitation, with reference to the accompanying drawings, in which:

- Фиг. 1 схематически представляет стальную подложку с предварительно нанесённым покрытием в соответствии с изобретением, и- Fig. 1 schematically represents a pre-coated steel substrate in accordance with the invention, and

- Фиг. 2 представляет сбору согласно настоящему изобретению.- Fig. 2 represents the collection according to the present invention.

Обозначение «сталь» или «стальной лист» означает стальной лист, рулон, пластину, состав которой позволяет детали достигать предела прочности при растяжении до 2500 МПа и более предпочтительно до 2000 МПа. Например, предел прочности при растяжении выше или равен 500 МПа, предпочтительно выше или равен 980 МПа, преимущественно выше или равен 1180 МПа и даже выше или равен 1470 МПа.The designation "steel" or "steel sheet" means a steel sheet, coil, plate, the composition of which allows the part to achieve a tensile strength of up to 2500 MPa and more preferably up to 2000 MPa. For example, the tensile strength is greater than or equal to 500 MPa, preferably greater than or equal to 980 MPa, preferably greater than or equal to 1180 MPa, and even greater than or equal to 1470 MPa.

Изобретение относится к стальной подложке с предварительно нанесённым покрытием. Указанная содержащая стальная подложка с предварительно нанесённым покрытием содержит:The invention relates to a pre-coated steel substrate. Said containing pre-coated steel substrate contains:

первое предварительное покрытие, содержащее титан, причем указанное первое покрытие имеет толщину 40 - 1200 нм,the first pre-coating containing titanium, said first coating having a thickness of 40-1200 nm,

необязательно промежуточный слой предварительного покрытия, содержащий по меньшей мере 8% масс. никеля и по меньшей мере 10% масс. хрома, остальное составляет железо, или необязательно промежуточный слой предварительного покрытия, содержащий Fe, Ni, Cr и Ti, в котором содержание Ti превышает или равно 5% масс., причем выполняется следующее уравнение: 8% масс. < Cr + Ti < 40% масс., остальное составляет Fe и Ni, причём промежуточный слой предварительного покрытия имеет толщину 2 - 30 нм,optional intermediate layer pre-coat containing at least 8% of the mass. Nickel and at least 10% of the mass. chromium, the rest is iron, or optionally an intermediate pre-coating layer containing Fe, Ni, Cr and Ti, in which the content of Ti is greater than or equal to 5% wt., and the following equation is fulfilled: 8% wt. < Cr + Ti < 40 wt. %, the rest is Fe and Ni, and the intermediate pre-coating layer has a thickness of 2 - 30 nm,

второе предварительное покрытие, являющееся покрытием на основе цинка,the second pre-coating, which is a zinc-based coating,

при этом указанная стальная подложка содержит более 0,05% масс. Si.while the specified steel substrate contains more than 0.05% of the mass. Si.

Действительно, не желая быть связанным какой-либо теорией, считается, что во время сварки расплавленный Zn во втором предварительном покрытии растворяет сталь до тех пор, пока покрытие не станет насыщенным железом. В стандартной стали с Zn покрытием без первого предварительного покрытия, содержащего Ti, наблюдается критическое явление охрупчивания после этого первого быстрого растворения из-за преимущественной диффузии Zn по границам зёрен стали, особенно если сталь содержит Si, что приводит к значительному снижению их когезионной прочности. Когда присутствует первое предварительное покрытие, включающее титан, в расплавленном Zn формируются выделения, обогащённые Fe, Ti и Si, так что насыщение покрытия железом сильно замедляется, и растворение может протекать дольше и глубже, таким образом защищая подложку от LME.Indeed, without wishing to be bound by any theory, it is believed that during welding, the molten Zn in the second precoat dissolves the steel until the coating becomes saturated with iron. In standard Zn-coated steel without a first pre-coating containing Ti, there is a critical embrittlement phenomenon after this first rapid dissolution due to preferential diffusion of Zn along the grain boundaries of the steel, especially if the steel contains Si, which leads to a significant decrease in their cohesive strength. When a first pre-coating including titanium is present, precipitates enriched in Fe, Ti and Si are formed in the molten Zn, so that the saturation of the coating with iron is greatly slowed down, and the dissolution can proceed longer and deeper, thus protecting the substrate from LME.

Если толщина первого предварительно нанесённого покрытия, включающего титан, составляет менее 40 нм, существует риск того, что содержание титана окажется недостаточным для формирования выделений в расплавленном покрытии в течение всей продолжительности критической операции сварки, чтобы предотвратить LME. Добавление более 1200 нм не приносит дополнительных преимуществ.If the thickness of the first pre-coating containing titanium is less than 40 nm, there is a risk that the titanium content will not be sufficient to form precipitates in the molten coating during the entire duration of the critical welding operation to prevent LME. Adding more than 1200 nm brings no additional benefit.

Предпочтительно, первое предварительное покрытие состоит из титана, то есть содержание титана более или равно 99% масс.Preferably, the first precoat consists of titanium, i.e. the titanium content is greater than or equal to 99 wt%.

В предпочтительном осуществлении первое предварительное покрытие имеет толщину 40 - 80 нм. В другом предпочтительном осуществлении первое предварительное покрытие имеет толщину 80 - 150 нм. В другом предпочтительном осуществлении первое предварительное покрытие имеет толщину 150 - 250 нм. В другом предпочтительном осуществлении первое предварительное покрытие имеет толщину 250 - 450 нм. В другом предпочтительном осуществлении первое предварительное покрытие имеет толщину 450 - 600 нм. В другом предпочтительном осуществлении первое предварительное покрытие имеет толщину 600 - 850 нм. В другом предпочтительном осуществлении первое предварительное покрытие имеет толщину 850 - 1200 нм. Действительно, не желая быть связанными какой-либо теорией, считается, что такая толщина дополнительно улучшает стойкость к LME.In a preferred embodiment, the first precoat has a thickness of 40-80 nm. In another preferred embodiment, the first precoat has a thickness of 80-150 nm. In another preferred embodiment, the first precoat has a thickness of 150-250 nm. In another preferred embodiment, the first precoat has a thickness of 250-450 nm. In another preferred embodiment, the first precoat has a thickness of 450-600 nm. In another preferred embodiment, the first precoat has a thickness of 600-850 nm. In another preferred embodiment, the first precoat has a thickness of 850-1200 nm. Indeed, without wishing to be bound by any theory, it is believed that such a thickness further improves LME resistance.

Предпочтительно промежуточное предварительное покрытие присутствует между стальной подложкой и первым предварительным покрытием, причём такой промежуточный слой включает железо, никель, хром и необязательно титан. Не желая быть связанными какой-либо теорией, представляется, что промежуточный слой покрытия дополнительно улучшает адгезию второго предварительного покрытия к первому предварительному покрытию.Preferably, an intermediate precoat is present between the steel substrate and the first precoat, such intermediate layer comprising iron, nickel, chromium and optionally titanium. Without wishing to be bound by any theory, it is believed that the intermediate coating layer further enhances the adhesion of the second precoat to the first precoat.

В предпочтительном осуществлении промежуточный слой включает, по меньшей мере, 8% масс. никеля и, по меньшей мере, 10% масс. хрома, остальное железо. Например, слой металлического покрытия представляет собой нержавеющую сталь 316L, включающую 16-18% масс. Cr и 10 - 14% масс. Ni, остальное Fe.In the preferred implementation of the intermediate layer includes at least 8% of the mass. Nickel and at least 10% of the mass. chromium, the rest is iron. For example, the metal plating layer is 316L stainless steel, including 16-18% of the mass. Cr and 10 - 14% of the mass. Ni, the rest is Fe.

В другом предпочтительном осуществлении промежуточный слой включает Fe, Ni, Cr и Ti, где содержание Ti выше или равно 5% масс. и при этом выполняется следующее уравнение: 8% масс. <Cr + Ti <40% масс., остальное составляют Fe и Ni, причём такой промежуточный слой покрытия непосредственно покрыт слоем покрытия, представляющим собой антикоррозионное покрытие.In another preferred implementation, the intermediate layer includes Fe, Ni, Cr and Ti, where the content of Ti is greater than or equal to 5% of the mass. and thus the following equation is fulfilled: 8% of the mass. <Cr + Ti <40 mass%, the rest is Fe and Ni, and such an intermediate coating layer is directly covered with a coating layer, which is an anti-corrosion coating.

Толщина промежуточного предварительного покрытия, если присутствует, составляет 2 - 30 нм. Действительно, не желая быть связанными какой-либо теорией, считается, что этот диапазон толщины позволяет улучшить адгезию второго предварительного покрытия.The thickness of the intermediate precoat, if present, is 2-30 nm. Indeed, without wishing to be bound by any theory, it is believed that this range of thickness allows for improved adhesion of the second precoat.

В другом предпочтительном осуществлении покрытие на основе цинка включает 0,01 - 8,0% Al, необязательно 0,2 - 8,0% Mg и остальное составляет Zn. Например, на основе цинка включает 1,2% масс. Al и 1,2% масс. Mg или 3,7% масс. Al и 3% масс. Mg. Более предпочтительно покрытие на основе цинка включает 0,10 - 0,40% масс. Al, остальное Zn.In another preferred embodiment, the zinc-based coating comprises 0.01-8.0% Al, optionally 0.2-8.0% Mg, and the balance is Zn. For example, based on zinc includes 1.2% of the mass. Al and 1.2% wt. Mg or 3.7% wt. Al and 3% wt. mg. More preferably, the zinc-based coating includes 0.10 - 0.40% of the mass. Al, the rest is Zn.

Предпочтительно стальная подложка имеет следующий химический состав в массовых процентах:Preferably, the steel substrate has the following weight percent chemical composition:

0,05 ≤ C ≤ 0,4%,0.05 ≤ C ≤ 0.4%,

0,5 ≤ Mn ≤ 30,0%,0.5 ≤ Mn ≤ 30.0%,

0,05 ≤ Si ≤ 3,0%,0.05 ≤ Si ≤ 3.0%,

и необязательно один или несколько элементов, таких как and optionally one or more elements such as

Al ≤ 2,0%,Al ≤ 2.0%,

P <0,1%,P<0.1%,

Nb ≤ 0,5%,Nb ≤ 0.5%,

B ≤ 0,005%,B ≤ 0.005%,

Cr ≤ 2,0%,Cr ≤ 2.0%,

Мо ≤ 0,50%,Mo ≤ 0.50%,

Ni ≤ 1,0%,Ni ≤ 1.0%,

V≤ 0,50%,V≤0.50%,

Ti ≤ 0,5%,Ti ≤ 0.5%,

остальная часть композиции состоит из железа и неизбежных примесей, возникающих в процессе получения. Более предпочтительно содержание Mn в стальной подложке менее или равно 10% масс., преимущественно менее или равно 6% масс. или даже предпочтительно менее 3,5% масс.the rest of the composition consists of iron and inevitable impurities that arise during the production process. More preferably, the Mn content in the steel substrate is less than or equal to 10% by mass, preferably less than or equal to 6% by mass. or even preferably less than 3.5% of the mass.

Фиг. 1 представляет стальную подложку с предварительно нанесённым покрытием в соответствии с настоящим изобретением. В этом примере стальной лист 1 содержащий более 0,05% масс. Si, причём поверхность стали покрыта первым предварительным покрытием из титана 2, имеющим толщину 40 - 1200 нм, и вторым предварительным покрытием из цинка 3.Fig. 1 shows a pre-coated steel substrate in accordance with the present invention. In this example, steel sheet 1 containing more than 0.05% of the mass. Si, and the surface of the steel is coated with the first pre-coating of titanium 2, having a thickness of 40 - 1200 nm, and the second pre-coating of zinc 3.

Изобретение также относится к способу изготовления стальной подложки с покрытием в соответствии с настоящим изобретением, включающему следующие последовательные стадии:The invention also relates to a method for manufacturing a coated steel substrate in accordance with the present invention, comprising the following successive steps:

A. Приготовления стальной подложки,a. Preparation of steel substrate,

Б. Необязательно подготовки поверхности стальной подложки,B. Optional preparation of the surface of the steel substrate,

В. Нанесения первого предварительного покрытия,B. Applying the first precoat,

Г. Необязательно нанесения промежуточного предварительного покрытия,D. Optional intermediate pre-coating,

Д. Нанесения второго предварительного покрытия.E. Applying a second precoat.

Предпочтительно на стадии Б) подготовку поверхности выполняют травлением или декапированием. Представляется, что эта стадия позволяет очистить стальную подложку, что приводит к улучшению адгезии первого предварительного покрытия.Preferably in step B), the surface preparation is carried out by etching or pickling. This step appears to allow the steel substrate to be cleaned, resulting in improved adhesion of the first precoat.

Предпочтительно на стадиях В) и Г) нанесение первого и промежуточного предварительного покрытия независимо друг от друга выполняют посредством физического вакуумного осаждения. Более предпочтительно нанесение первого и промежуточного предварительных покрытий независимо друг от друга выполняют с помощью процесса магнетронного катодного распыления или процесса струйного осаждения из паровой фазы.Preferably, in steps C) and D), the application of the first and intermediate pre-coating is independently carried out by physical vacuum deposition. More preferably, the application of the first and intermediate precoats independently of each other is carried out using a magnetron cathode sputtering process or a jet vapor deposition process.

Предпочтительно на стадии Д) нанесение второго предварительного покрытия выполняют способом горячего погружения, способом электроосаждения или вакуумным напылением.Preferably, in step E), the application of the second precoat is carried out by hot dip, electrodeposition or vacuum deposition.

Изобретение также относится к способу изготовления сборки, включающему следующие последовательные стадии:The invention also relates to a method for manufacturing an assembly, which includes the following successive stages:

- Приготовления, по меньшей мере, двух металлических подложек, при этом, по меньшей мере, одна металлическая подложка представляет собой стальную подложку с предварительно нанесённым покрытием в соответствии с настоящим изобретением и- Preparation of at least two metal substrates, wherein at least one metal substrate is a pre-coated steel substrate in accordance with the present invention and

- Сварки, по меньшей мере, двух металлических подложек.- Welding of at least two metal substrates.

Предпочтительно на стадии II) сварку выполняют точечной сваркой, дуговой сваркой или лазерной сваркой.Preferably in step II) welding is performed by spot welding, arc welding or laser welding.

С помощью способа в соответствии с настоящим изобретением можно получить сборку из, по меньшей мере, двух металлических подложек, сваренных вместе посредством сварного соединения, в котором, по меньшей мере, одна металлическая подложка является стальной подложкой покрытой покрытием, включающим железо, соединение Fe2TiSi, остальное цинк, причём указанное покрытие покрыто слоем, включающим оксиды титана. По меньшей мере, одна металлическая подложка получена из стальной подложки с предварительно нанесённым покрытием согласно настоящему изобретению.Using the method according to the present invention, it is possible to obtain an assembly of at least two metal substrates welded together by a welded joint, in which at least one metal substrate is a steel substrate coated with a coating comprising iron, a Fe 2 TiSi compound , the rest is zinc, and the specified coating is covered with a layer including titanium oxides. At least one metal substrate is obtained from a pre-coated steel substrate according to the present invention.

Не желая быть связанными какой-либо теорией, представляется, что соединения Fe2TiS выделяются в жидком Zn покрытия во время сварки, способствуя интенсивному растворению стали, что предотвращает проникновение цинка в границы стальных зёрен. Более того, представляется, что часть первого слоя предварительного покрытия, включающего титан, мигрирует поверх покрытия на основе цинка и окисляется во время сварки. Таким образом, сборка, согласно настоящему изобретению, имеет высокую стойкость к LME.Without wishing to be bound by any theory, it appears that the Fe 2 TiS compounds precipitate out in the liquid Zn coating during welding, promoting intense dissolution of the steel, which prevents the zinc from penetrating into the steel grain boundaries. Moreover, it appears that part of the first pre-coating layer comprising titanium migrates over the zinc-based coating and oxidizes during welding. Thus, the assembly according to the present invention has a high LME resistance.

Фиг. 2 представляет сварное соединение сборки из двух металлических подложек, где одна металлическая подложка представляет собой стальной лист 11, покрытый первым покрытием, включающим железо, соединения Fe2TiSiz 12, где z составляет 0,01 - 0,8 и представляет атомное отношение, а остальное составляет цинк 13, и вторым покрытием, включающим оксиды титана 14. В этом примере вторая металлическая подложка 15 представляет собой стальной лист без покрытия.Fig. 2 shows a welded joint of an assembly of two metal substrates, where one metal substrate is a steel sheet 11 coated with a first coating including iron, Fe 2 TiSiz 12 compounds, where z is 0.01 - 0.8 and represents the atomic ratio, and the rest is zinc 13, and a second coating comprising titanium oxides 14. In this example, the second metal substrate 15 is an uncoated steel sheet.

В одном осуществлении стальная подложка не включает внутренних оксидов легирующих элементов стали.In one implementation, the steel substrate does not include internal oxides of steel alloying elements.

В другом предпочтительном осуществлении стальная подложка включает внутренние оксиды легирующих элементов стали. Предпочтительно стальная подложка включает внутренние оксиды легирующих элементов, включая оксиды кремния, оксиды марганца, оксиды хрома, оксиды алюминия или их смеси.In another preferred embodiment, the steel substrate includes internal oxides of the alloying elements of the steel. Preferably, the steel substrate includes internal oxides of alloying elements, including silicon oxides, manganese oxides, chromium oxides, aluminum oxides, or mixtures thereof.

Предпочтительно вторая металлическая подложка представляет собой стальную подложку или алюминиевую подложку. Предпочтительно вторая металлическая подложка представляет собой стальную подложку с предварительно нанесённым покрытием в соответствии с настоящим изобретением.Preferably, the second metal substrate is a steel substrate or an aluminum substrate. Preferably, the second metal substrate is a pre-coated steel substrate in accordance with the present invention.

Преимущественно сборка включает третью металлическую подложку. Предпочтительно третья металлическая подложка представляет собой стальную подложку или алюминиевую подложку. Предпочтительно третья металлическая подложка представляет собой стальную подложку с предварительно нанесённым покрытием в соответствии с настоящим изобретением.Advantageously, the assembly includes a third metal substrate. Preferably, the third metal substrate is a steel substrate or an aluminum substrate. Preferably, the third metal substrate is a pre-coated steel substrate in accordance with the present invention.

Наконец, сборки, получаемые способом согласно настоящему изобретению, используют для изготовления деталей транспортного средства.Finally, the assemblies produced by the method of the present invention are used to manufacture vehicle parts.

Чтобы подчеркнуть улучшенные характеристики, полученные за счёт использования сборок согласно изобретению, некоторые конкретные примеры осуществлений будут подробно описаны в сравнении со сборками, подложками известного уровня техники.To emphasize the improved performance obtained by using the assemblies according to the invention, some specific embodiments will be described in detail in comparison with prior art assemblies, substrates.

ПримерыExamples

Для испытаний используют два стальных листа с химическим составом в массовых процентах, указанным в таблице 1.For testing, two steel sheets with the chemical composition in mass percent indicated in Table 1 are used.

Таблица 1.Table 1.

Стальные листыsteel sheets CC MnMn SiSi AlAl SS PP CrCr NbNb CuCu NiNi TiTi BB FeFe 11 0,210.21 1,651.65 1,651.65 0,0420.042 0,0010.001 0,0130.013 0,0260.026 0,0010.001 0,0080.008 0,0110.011 0,0080.008 0,0060.006 ОстальноеRest 22 <0,002<0.002 0,110.11 0,0070.007 0,0500.050 0,0080.008 0,0100.010 0,0200.020 <0,002<0.002 0,0180.018 0,0210.021 0,0540.054 <0,0003<0.0003 ОстальноеRest 3 3 0,190.19 2,502.50 1,701.70 0,0480.048 0,0020.002 0,0110.011 0,0240.024 0,0010.001 0,0090.009 0,0120.012 0,0090.009 0,0050.005 ОстальноеRest

Пример 1: Критическое удлинение LMEExample 1: Critical elongation LME

Для испытания 1 первое предварительное покрытие из титана, имеющее толщину 900 нм, наносят магнетронным распылением на стальной лист, имеющий состав 1. Затем на титан наносят промежуточный слой предварительного покрытия, представляющий собой нержавеющую сталь 316L. Толщина промежуточного слоя составляет 10 нм. Наконец, второй слой предварительного покрытия, представляющий собой цинковое покрытие, наносят методом струйного осаждения из паровой фазы. Толщина второго слоя предварительного покрытия составляет 7 мкм. Испытание 4 проводят по той же методике на стальном листе состава 3.For test 1, a first titanium precoat having a thickness of 900 nm was magnetron sputtered onto a steel sheet having composition 1. Then, an intermediate precoat layer of 316L stainless steel was applied to the titanium. The thickness of the intermediate layer is 10 nm. Finally, the second layer of pre-coating, which is a zinc coating, is applied by spray vapor deposition. The thickness of the second precoat layer is 7 µm. Test 4 is carried out according to the same procedure on the steel sheet of composition 3.

Для испытания 2 цинковое покрытие толщиной 7 мкм наносят на стальной лист 1 электроосаждением. Испытание 5 выполняют по той же методике на стальном листе состава 3.For test 2, a zinc coating 7 µm thick is applied to steel sheet 1 by electroplating. Test 5 is carried out in the same manner on the steel sheet of composition 3.

Испытание 3 использует стальной лист без покрытия 1.Test 3 uses uncoated steel sheet 1.

Таблица 2.Table 2.

ИспытаниеTrial СтальSteel Покрытие 1Coating 1 Промежуточное покрытие Intermediate Coating Покрытие 2 Coating 2 1*1* 11 TiTi FeNiCr
(Нержавеющая сталь 316L)
FeNiCr
(Stainless steel 316L)
ZnZn
22 11 ZnZn -- -- 33 11 -- -- -- 4*4* 33 TiTi FeNiCr
(Нержавеющая сталь 316L)
FeNiCr
(Stainless steel 316L)
ZnZn
55 33 ZnZn -- --

*: согласно настоящему изобретению*: according to the present invention

Затем в испытаниях сталь 1 - 3 нагревают от температуры окружающей среды до 800°C, 850°C и 900°C со скоростью нагрева 1000°C в секунду с использованием устройства Gleeble. К каждому образцу для испытания на растяжение применяют деформацию растяжения до разрушения. Скорость деформации составляет 3 мм в секунду. Регистрируют растягивающие усилия и смещение, и удлинение при разрыве можно определить по этим кривым напряжение - деформации. Это удлинение при разрыве представляет собой так называемое критическое удлинение LME. Чем выше критическая деформация LME, тем более устойчив образец к LME. Методология также объясняется в публикации под названием «Critical LME Elongation: Un essai Gleeble pour èvaluer la sensibilité au LME d’un acier revêtu soudé par points (Тест Gleeble для оценки чувствительности к LME при точечной сварке стали с покрытием)», Journées Annuelles SF2M 2017, 23-25 октября 2017 г., JA0104, ArcelorMittal-Research Maizières-lès-Metz.Then in the test steel 1 - 3 is heated from ambient temperature to 800°C, 850°C and 900°C at a heating rate of 1000°C per second using a Gleeble device. Tensile strain to failure is applied to each tensile test piece. The strain rate is 3 mm per second. Tensile forces and displacement are recorded and elongation at break can be determined from these stress-strain curves. This elongation at break is the so-called critical elongation LME. The higher the critical strain LME, the more resistant the specimen to LME. The methodology is also explained in a publication entitled "Critical LME Elongation: Un essai Gleeble pour èvaluer la sensibilité au LME d'un acier revêtu soudé par points (Gleeble test for evaluating LME sensitivity in spot welding of coated steel)", Journées Annuelles SF2M 2017 , October 23-25, 2017, JA0104, ArcelorMittal-Research Maizières-lès-Metz.

Результаты представлены в следующей таблице 3.The results are presented in the following table 3.

Таблица 3.Table 3

ИспытаниеTrial Температура(°C)Temperature(°C) Критическое удлинение LME (%)Critical elongation LME (%) 1*1* 800800 4646 850850 3838 900900 3838 22 800800 77 850850 1313 900900 55 33 800800 4848 850850 4949 900900 4040

*: согласно настоящему изобретению*: according to the present invention

Результаты показывают, что образец 1 имеет повышенную стойкость к LME по сравнению с образцом 2. Образец 1 и образец 3 имеют одинаковую стойкость к LME.The results show that Sample 1 has improved LME resistance compared to Sample 2. Sample 1 and Sample 3 have the same LME resistance.

Пример 2: три листа наложенные один на другойExample 2: three sheets superimposed one on top of the other

Чувствительность к LME различных сборок оценивают методом контактной точечной сварки. С этой целью для каждого испытания три стальных листа сваривают контактной точечной сваркой.The LME sensitivity of various assemblies was evaluated by resistance spot welding. For this purpose, for each test, three steel sheets are welded by resistance spot welding.

Испытание 6 представляет сборку образца 1 с двумя оцинкованными стальными листами состава 2. Test 6 represents the assembly of sample 1 with two galvanized steel sheets of composition 2.

Испытание 7 представляет сборку образца 2 с двумя оцинкованными стальными листами состава 2.Test 7 is an assembly of sample 2 with two galvanized steel sheets of composition 2.

Испытание 8 представляет сборку образца 4 с двумя оцинкованными стальными листами состава 2.Test 8 is an assembly of sample 4 with two galvanized steel sheets of composition 2.

Испытание 9 представляет сборку образца 5 с двумя оцинкованными стальными листами состава 2.Test 9 is an assembly of sample 5 with two galvanized steel sheets of composition 2.

Тип сварочного электрода F1 с торцевым диаметром 6 мм; зажимное усилие электрода составляет 450 даН (декаНьютон). Цикл сварки представлен в таблице 4.Type of welding electrode F1 with an end diameter of 6 mm; the clamping force of the electrode is 450 daN (decaNewton). The welding cycle is presented in table 4.

Таблица 4.Table 4

Период сваркиWelding period Ток (Гц)Current (Hz) Период сварки (мс)Welding period (ms) Время между импульсами тока (мс)Time between current pulses (ms) ЦиклическийCyclical 5050 380380 260260

Каждое испытание повторяют 10 раз, чтобы выполнить 10 точечных сварных швов при силе тока, определяемой как верхний предел сварочного диапазона: Imax, Imax составляет 0,9 - 1,1 * Iexp, Iexp представляет интенсивность, при превышении которой во время сварки появляется выплеск, Iexp определяют в соответствии со стандартом ISO 18278-2.Each test is repeated 10 times to make 10 spot welds at a current strength defined as the upper limit of the welding range: Imax, Imax is 0.9 - 1.1 * I exp , I exp represents the intensity above which during welding, splash, I exp is determined in accordance with ISO 18278-2.

Наибольшую длину трещины в соединении точечной сваркой затем оценивают после поперечного сечения поверхностной трещины и с использованием оптического микроскопа, как указано в следующей таблице 5. Стойкость к трещинам LME оценивают для 10 точечных сварных швов (представляющих в сумме 100%).The longest crack length in the spot weld joint is then evaluated after the cross section of the surface crack and using an optical microscope, as indicated in the following Table 5. The LME crack resistance is evaluated for 10 spot welds (representing a total of 100%).

Таблица 5.Table 5

ИспытаниеTrial Отсутствие трещин No cracks 0 < Трещина
< 100 мкм
0 < Crack
< 100 µm
100 мкм < Трещина
< 200 мкм
100 µm < Crack
< 200 µm
Трещина > 0.5* толщины сборки (толщина сборки =1,0 мм)Crack > 0.5* assembly thickness (assembly thickness =1.0 mm)
Образец 6*Sample 6* 70%70% 20%20% 10%10% -- Образец 7Sample 7 30%thirty% 10%10% 30%thirty% 30%thirty% Образец 8*Sample 8* 20%20% 50%50% 20%20% 10%10% Образец 9Sample 9 -- 30%thirty% 30%thirty% 40%40%

*: согласно настоящему изобретению.*: according to the present invention.

Образцы 6 и 8 согласно настоящему изобретению показывают соответствующую стойкость к LME по сравнению с образцами 7 и 9.Samples 6 and 8 according to the present invention show a corresponding resistance to LME compared to samples 7 and 9.

Claims (47)

1. Стальная подложка с предварительным покрытием, содержащая 1. Pre-coated steel substrate containing первое предварительное покрытие, состоящее из титана и имеющее толщину 40-1200 нм, the first pre-coating consisting of titanium and having a thickness of 40-1200 nm, необязательно промежуточный слой предварительного покрытия, содержащий по меньшей мере 8 мас. % никеля и по меньшей мере 10 мас. % хрома, железо - остальное, или необязательно промежуточный слой предварительного покрытия, содержащий Fe, Ni, Cr и Ti, в котором содержание Ti превышает или равно 5 мас.%, причем выполняется следующее уравнение: 8 мас.% < Cr + Ti < 40 мас.%, Fe и Ni - остальное, причем промежуточный слой предварительного покрытия имеет толщину 2-30 нм, optional intermediate layer pre-coat containing at least 8 wt. % Nickel and at least 10 wt. % chromium, iron - the rest, or optionally an intermediate precoat layer containing Fe, Ni, Cr and Ti, in which the Ti content is greater than or equal to 5 wt.%, and the following equation is fulfilled: 8 wt.% < Cr + Ti < 40 wt.%, Fe and Ni - the rest, and the intermediate layer of the preliminary coating has a thickness of 2-30 nm, второе предварительное покрытие, являющееся покрытием на основе цинка, the second pre-coating, which is a zinc-based coating, при этом указанная стальная подложка содержит более 0,05 мас.% Si. while the specified steel substrate contains more than 0.05 wt.% Si. 2. Стальная подложка по п. 1, в которой толщина первого предварительного покрытия составляет 40-80 нм.2. Steel substrate according to claim. 1, in which the thickness of the first preliminary coating is 40-80 nm. 3. Стальная подложка по п. 1, в которой толщина первого предварительного покрытия составляет 80-150 нм.3. Steel substrate according to claim 1, wherein the thickness of the first precoat is 80-150 nm. 4. Стальная подложка по п. 1, в которой толщина первого предварительного покрытия составляет 150-250 нм.4. Steel substrate according to claim 1, wherein the thickness of the first precoat is 150-250 nm. 5. Стальная подложка по п. 1, в которой толщина первого предварительного покрытия составляет 250-450 нм.5. Steel substrate according to claim 1, wherein the thickness of the first precoat is 250-450 nm. 6. Стальная подложка по п. 1, в которой толщина первого предварительного покрытия составляет 450-600 нм.6. Steel substrate according to claim 1, wherein the thickness of the first precoat is 450-600 nm. 7. Стальная подложка по п. 1, в которой толщина первого предварительного покрытия составляет 600-850 нм.7. Steel substrate according to claim. 1, in which the thickness of the first preliminary coating is 600-850 nm. 8. Стальная подложка по п. 1, в которой толщина первого предварительного покрытия составляет 850-1200 нм.8. Steel substrate according to claim. 1, in which the thickness of the first preliminary coating is 850-1200 nm. 9. Стальная подложка по любому из пп. 1-8, в которой промежуточный слой предварительного покрытия состоит из нержавеющей стали, содержащей 10-13 мас.% никеля, 16-18 мас.% хрома, железо - остальное. 9. Steel substrate according to any one of paragraphs. 1-8, in which the intermediate pre-coating layer consists of stainless steel containing 10-13 wt.% nickel, 16-18 wt.% chromium, iron - the rest. 10. Стальная подложка по любому из пп. 1-9, в которой второе предварительное покрытие, являющееся покрытием на основе цинка, содержит 1,2 мас.% Al, 1,2 мас.% Mg, Zn - остальное или 3,7 мас.% Al, 3 мас.% Mg, Zn - остальное. 10. Steel substrate according to any one of paragraphs. 1-9, in which the second pre-coating, which is a coating based on zinc, contains 1.2 wt.% Al, 1.2 wt.% Mg, Zn - the rest or 3.7 wt.% Al, 3 wt.% Mg , Zn - rest. 11. Стальная подложка по любому из пп. 1-9, в которой второе предварительное покрытие, являющееся покрытием на основе цинка, содержит необязательно 0,10-0,40 мас.% Al, остальное цинк. 11. Steel substrate according to any one of paragraphs. 1-9, in which the second pre-coating, which is a zinc-based coating, contains optionally 0.10-0.40 wt.% Al, the rest is zinc. 12. Стальная подложка по любому из пп. 1-11, в которой стальная подложка имеет следующий химический состав, мас.%: 12. Steel substrate according to any one of paragraphs. 1-11, in which the steel substrate has the following chemical composition, wt.%: 0,05 ≤ C ≤ 0,4,0.05 ≤ C ≤ 0.4, 0,5 ≤ Mn ≤ 30,0,0.5 ≤ Mn ≤ 30.0, 0,05 ≤ Si ≤ 3,00.05 ≤ Si ≤ 3.0 и необязательно один или несколько элементов, таких как and optionally one or more elements such as Al ≤ 2,0, Al ≤ 2.0, P < 0,1,P < 0.1, Nb ≤ 0,5, Nb ≤ 0.5, B ≤ 0,005, B ≤ 0.005, Cr ≤ 2,0, Cr ≤ 2.0, Мо ≤ 0,50, Mo ≤ 0.50, Ni ≤ 1,0,Ni ≤ 1.0, V ≤ 0,50,V ≤ 0.50, Ti ≤ 0,5,Ti ≤ 0.5, железо и неизбежные примеси - остальное.iron and inevitable impurities - the rest. 13. Способ изготовления стальной подложки с предварительным покрытием по любому из пп. 1-12, включающий следующие последовательные стадии:13. A method of manufacturing a pre-coated steel substrate according to any one of paragraphs. 1-12, including the following successive stages: A) обеспечение стальной подложки,a) providing steel backing, Б) необязательно подготовка поверхности указанной стальной подложки,B) optional surface preparation of said steel substrate, В) нанесение слоя первого предварительного покрытия, состоящего из титана и имеющего толщину 40-1200 нм,C) applying a layer of the first pre-coating, consisting of titanium and having a thickness of 40-1200 nm, Г) необязательно нанесение промежуточного слоя предварительного покрытия, содержащего по меньшей мере 8 мас. % никеля и по меньшей мере 10 мас. % хрома, железо - остальное, или промежуточного слоя предварительного покрытия, содержащего Fe, Ni, Cr и Ti, в котором содержание Ti превышает или равно 5 мас.%, причем выполняется следующее уравнение: 8 мас.% <Cr + Ti < 40 мас.%, Fe и Ni - остальное, причем упомянутый промежуточный слой предварительного покрытия имеет толщину 2-30 нм, D) optionally applying an intermediate layer of pre-coating containing at least 8 wt. % Nickel and at least 10 wt. % chromium, iron - the rest, or an intermediate precoat layer containing Fe, Ni, Cr and Ti, in which the content of Ti is greater than or equal to 5 wt.%, and the following equation is fulfilled: 8 wt.% <Cr + Ti < 40 wt. .%, Fe and Ni - the rest, and the said intermediate pre-coating layer has a thickness of 2-30 nm, Д) нанесение слоя второго предварительного покрытия на основе цинка. E) applying a layer of a second pre-coating based on zinc. 14. Способ по п. 13, в котором на стадиях В) и Г) нанесение слоя первого предварительного покрытия и промежуточного слоя предварительного покрытия выполняют независимо друг от друга посредством физического осаждения в вакууме. 14. The method according to claim 13, wherein in steps C) and D) the deposition of the first precoat layer and the intermediate precoat layer is carried out independently of each other by vacuum physical deposition. 15. Способ по п. 14, в котором на стадиях В) и Г) нанесение слоя первого предварительного покрытия и промежуточного слоя предварительного покрытия выполняют независимо друг от друга посредством магнетронного катодного распыления или струйного осаждения из паровой фазы. 15. The method according to claim 14, wherein in steps C) and D) the application of the first precoat layer and the intermediate precoat layer is carried out independently of each other by means of magnetron cathode sputtering or inkjet vapor deposition. 16. Способ изготовления сборки из по меньшей мере двух стальных подложек с предварительным покрытием, включающий следующие последовательные стадии: 16. A method for manufacturing an assembly from at least two pre-coated steel substrates, comprising the following successive steps: обеспечение по меньшей мере двух стальных подложек, каждая из которых представляет собой стальную подложку с предварительным покрытием по любому из пп. 1-12 или полученную способом по любому из пп. 13-15, и providing at least two steel substrates, each of which is a pre-coated steel substrate according to any one of paragraphs. 1-12 or obtained by the method according to any one of paragraphs. 13-15, and сварка указанных стальных подложек. welding of said steel substrates. 17. Способ по п. 16, в котором сварку выполняют посредством точечной сварки или дуговой сварки. 17. The method of claim 16 wherein the welding is performed by spot welding or arc welding. 18. Сборка из по меньшей мере двух стальных подложек с предварительным покрытием по любому из пп. 1-12, соединенных сваркой.18. Assembly of at least two pre-coated steel substrates according to any one of paragraphs. 1-12 connected by welding. 19. Сборка по п. 18, в которой стальная подложка содержит внутренние оксиды легирующих элементов стали. 19. The assembly of claim. 18, in which the steel substrate contains internal oxides of the alloying elements of the steel. 20. Сборка по п. 19, в которой внутренние оксиды легирующих элементов стали стальной подложки включают следующие оксиды: оксиды кремния, оксиды марганца, оксиды хрома, оксиды алюминия или их смеси. 20. The assembly of claim. 19, in which the internal oxides of the alloying elements of the steel substrate include the following oxides: silicon oxides, manganese oxides, chromium oxides, aluminum oxides, or mixtures thereof. 21. Применение способа изготовления сборки по п. 16 или 17 для изготовления деталей транспортного средства.21. Application of the assembly manufacturing method according to claim 16 or 17 for the manufacture of vehicle parts. 22. Применение сборки из по меньшей мере двух стальных подложек с предварительным покрытием по любому из пп. 18-20, соединенных сваркой, для изготовления деталей транспортного средства.22. The use of an assembly of at least two pre-coated steel substrates according to any one of paragraphs. 18-20, connected by welding, for the manufacture of vehicle parts.
RU2021139085A 2019-06-05 2020-06-05 Assembly manufacturing method RU2799379C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IBPCT/IB2019/054667 2019-06-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2799379C1 true RU2799379C1 (en) 2023-07-05

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2300579C2 (en) * 2002-08-05 2007-06-10 Юзинор Method of application of the coating on the surface of the metallic material and the device for the method realization
WO2018220567A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 Arcelormittal A coated metallic substrate and fabrication method
WO2019043472A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 Arcelormittal A coated metallic substrate
US10272514B2 (en) * 2013-07-25 2019-04-30 Arcelormittal Sa Spot welded joint using high strength and high forming steel and its production method
WO2019082037A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 Arcelormittal A method for the manufacture of a coated steel sheet, two spot welded metal sheets and use thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2300579C2 (en) * 2002-08-05 2007-06-10 Юзинор Method of application of the coating on the surface of the metallic material and the device for the method realization
US10272514B2 (en) * 2013-07-25 2019-04-30 Arcelormittal Sa Spot welded joint using high strength and high forming steel and its production method
WO2018220567A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 Arcelormittal A coated metallic substrate and fabrication method
WO2019043472A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 Arcelormittal A coated metallic substrate
WO2019082037A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 Arcelormittal A method for the manufacture of a coated steel sheet, two spot welded metal sheets and use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102206933B1 (en) Method of manufacturing coated steel sheet, two spot welded metal sheets and their use
US12091724B2 (en) Galvannealed steel sheet coated with an iron and nickel layer topped by a zinc-based layer
EP3701056B1 (en) A method for the manufacture of a coated steel sheet
JP2020179413A (en) Spot welding member
CA3076581A1 (en) A method for the manufacture of a coated steel sheet
KR101585721B1 (en) Galvanized steel having good weldabity and method for manufacturing the same
RU2799379C1 (en) Assembly manufacturing method
JP7394921B2 (en) Manufacturing method of coated steel plate
JP7337960B2 (en) Method of manufacturing an assembly
JP2021501260A (en) Manufacturing method of coated steel plate, two spot-welded metal plates and their use
RU2759389C2 (en) Method for manufacturing coated sheet steel
WO2018115945A1 (en) A method for the manufacture of a galvannealed steel sheet