RU2816590C1 - Material for hot forming and method of its production - Google Patents
Material for hot forming and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816590C1 RU2816590C1 RU2023104667A RU2023104667A RU2816590C1 RU 2816590 C1 RU2816590 C1 RU 2816590C1 RU 2023104667 A RU2023104667 A RU 2023104667A RU 2023104667 A RU2023104667 A RU 2023104667A RU 2816590 C1 RU2816590 C1 RU 2816590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exactly
- amount
- less
- fine
- steel sheet
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 38
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 126
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 100
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 100
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 64
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 22
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 15
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 11
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 7
- 230000028327 secretion Effects 0.000 claims 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 58
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 33
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 24
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 30
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 22
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 9
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000219307 Atriplex rosea Species 0.000 description 1
- 229910000712 Boron steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002551 Fe-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 iron phosphide compound Chemical class 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD
[1] Один или более иллюстративных вариантов реализации относятся к материалу для горячей штамповки и к способу его получения и, более конкретно, к материалу для горячей штамповки, который может обеспечивать высокие механические характеристики и характеристики замедленного водородного растрескивания горячештампованной детали, а также к способу получения такого материала.[1] One or more exemplary embodiments relate to a hot stamping material and a method for producing the same, and more particularly, to a hot stamping material that can provide high mechanical and hydrogen cracking retarded characteristics of a hot stamped part, as well as a method for producing such material.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART
[2] Высокопрочную сталь используют для производства легковесных и прочных деталей для автомобилей. Высокопрочная сталь может обеспечивать высокие характеристики прочности относительно ее массы. Однако по мере увеличения прочности уменьшается способность к формованию в прессе и, следовательно, материал может разрушаться, или во время производственного процесса может возникать явление отпружинивания. Результатом является трудность точного формования продукта, имеющего сложную форму.[2] High-strength steel is used to produce lightweight, strong automotive parts. High-strength steel can provide high strength characteristics relative to its weight. However, as strength increases, press formability decreases and therefore the material may fail or springback phenomenon may occur during the manufacturing process. The result is that it is difficult to accurately mold a product having a complex shape.
[3] В качестве решения указанных проблем используют метод горячей штамповки. По мере роста интереса к указанному методу активно ведутся исследования материалов для горячей штамповки. Например, в изобретении, описанном в публикации корейской заявки 10-2017-0076009, метод горячей штамповки представляет собой технологию формования, в которой лист борсодержащей стали нагревают до соответствующей температуры, формуют в пресс-форме и затем быстро охлаждают с получением высокопрочной детали. В соответствии с изобретением, описанным в публикации корейской заявки 10-2017-0076009, могут быть уменьшены трещины, некачественное застывание формы или подобные проблемы, возникающие в высокопрочных стальных листах во время формования.[3] As a solution to these problems, the hot stamping method is used. As interest in this method grows, research into materials for hot stamping is being actively conducted. For example, in the invention described in Korean Application Publication 10-2017-0076009, the hot stamping method is a forming technology in which a boron steel sheet is heated to an appropriate temperature, formed in a mold, and then quickly cooled to obtain a high-strength part. According to the invention described in Korean Application Publication 10-2017-0076009, cracks, poor mold solidification or the like problems occurring in high-strength steel sheets during forming can be reduced.
[4] Однако в случае горячештампованного стального листа возникает замедленное водородное растрескивание вследствие участия водорода и остаточного напряжения в процессе горячей штамповки. В отношении описанной проблемы в публикации корейской заявки 10-2020-0061922 описано, что предварительный нагрев осуществляют перед нагреванием заготовки для горячей штамповки до высокой температуры для образования тонкого оксидного слоя на поверхности заготовки, что блокирует приток водорода в процессе нагрева до высокой температуры для уменьшения замедленного водородного растрескивания. Однако поскольку полностью блокировать приток водорода невозможно, то отсутствует возможность контролирования внедренного водорода, что приводит к замедленному водородному растрескиванию.[4] However, in the case of hot-stamped steel sheet, delayed hydrogen cracking occurs due to the participation of hydrogen and residual stress during the hot-stamping process. Regarding the described problem, Korean Application Publication 10-2020-0061922 describes that preheating is carried out before heating the hot stamping workpiece to a high temperature to form a thin oxide layer on the surface of the workpiece, which blocks the flow of hydrogen during heating to a high temperature to reduce the delay hydrogen cracking. However, since it is impossible to completely block the influx of hydrogen, there is no possibility of controlling the introduced hydrogen, which leads to delayed hydrogen cracking.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[5] Один или более иллюстративных вариантов реализации включают материал для горячей штамповки, который может обеспечивать высокие механические характеристики и характеристики замедленного водородного растрескивания горячештампованной детали, а также способ получения такого материала. Однако один или более вариантов реализации являются лишь иллюстративными вариантами реализации, и объем настоящего изобретения не ограничен такими иллюстративными вариантами реализации.[5] One or more exemplary embodiments include a hot stamping material that can provide high mechanical and hydrogen cracking inhibition properties to a hot stamped part, as well as a method for producing such a material. However, one or more embodiments are merely exemplary embodiments, and the scope of the present invention is not limited to such exemplary embodiments.
[6] В соответствии с одним аспектом, материал для горячей штамповки содержит: стальной лист, содержащий углерод (С) в количестве от 0,28% мас. до 0,50% мас., кремний (Si) в количестве от 0,15% мас. до 0,70% мас., марганец (Mn) в количестве от 0,5% мас. до 2,0% мас., фосфор (Р) в количестве менее или ровно 0,05% мас., серу (S) в количестве менее или ровно 0,01% мас., хром (Cr) в количестве от 0,1% мас. до 0,5% мас., бор (В) в количестве от 0,001% мас. до 0,005% мас., добавку в количестве менее или ровно 0,1% мас., остальное составляет железо (Fe) и другие неизбежные примеси; и мелкозернистые выделения, распределенные в стальном листе. Добавка содержит по меньшей мере один из титана (Ti), ниобия (Nb) и ванадия (V), а мелкозернистые выделения содержат нитрид или карбид по меньшей мере одного из титана (Ti), ниобия (Nb) и ванадия (V), а также захваченный водород.[6] In accordance with one aspect, the hot stamping material contains: a steel sheet containing carbon (C) in an amount of from 0.28% by weight. up to 0.50% wt., silicon (Si) in an amount of 0.15% wt. up to 0.70% wt., manganese (Mn) in an amount of 0.5% wt. up to 2.0% wt., phosphorus (P) in an amount less than or exactly 0.05% wt., sulfur (S) in an amount less than or exactly 0.01% wt., chromium (Cr) in an amount from 0.1 % wt. up to 0.5% wt., boron (B) in an amount of 0.001% wt. up to 0.005% wt., additive in an amount less than or exactly 0.1% wt., the rest is iron (Fe) and other inevitable impurities; and fine-grained precipitates distributed in the steel sheet. The additive contains at least one of titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V), and the fine-grained precipitates contain a nitride or carbide of at least one of titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V), and also trapped hydrogen.
[7] Мелкозернистые выделения могут быть образованы в количестве более или ровно 25000 частиц и менее или ровно 30000 частиц на единицу площади (100 мкм2).[7] Fine-grained precipitates can be formed in quantities of more than or exactly 25,000 particles or less or exactly 30,000 particles per unit area (100 µm 2 ).
[8] Более или ровно 90% образовавшихся мелкозернистых выделений могут иметь диаметр менее или ровно 0,01 мкм.[8] More than or exactly 90% of the resulting fine-grained precipitates may have a diameter of less than or exactly 0.01 µm.
[9] Количество мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, среди мелкозернистых выделений может составлять более или ровно 23000 и менее или ровно 29000 на единицу площади (100 мкм2).[9] The number of fine-grained precipitates having a diameter of less than or exactly 0.01 μm among fine-grained precipitates may be more than or exactly 23,000 or less or exactly 29,000 per unit area (100 μm 2 ).
[10] Более или ровно 60% образовавшихся мелкозернистых выделений могут иметь диаметр менее или ровно 0,005 мкм.[10] More than or exactly 60% of the resulting fine-grained precipitates may have a diameter less than or exactly 0.005 μm.
[11] Среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями может составлять более или ровно 0,15 мкм и менее или ровно 0,4 мкм.[11] The average distance between fine-grained precipitates may be more than or exactly 0.15 µm and less than or exactly 0.4 µm.
[12] В соответствии с другим аспектом, способ получения материала для горячей штамповки включает: повторное нагревание заготовки в температурном диапазоне повторного нагревания заготовки от 1180°С до 1280°С; получение стального листа горячей прокаткой повторно нагретой заготовки в температурном диапазоне на выходе из чистовой группы клетей прокатного стана от 830°С до 930°С; и сматывание в рулон стального листа в температурном диапазоне сматывания в рулон от 700°С до 780°С и образование мелкозернистых выделений в стальном листе, причем заготовка содержит углерод (С) в количестве от 0,28% мас. до 0,50% мас., кремний (Si) в количестве от 0,15% мас. до 0,70% мас., марганец (Mn) в количестве от 0,5% мас. до 2,0% мас., фосфор (Р) в количестве менее или ровно 0,05% мас., серу (S) в количестве менее или ровно 0,01% мас., хром (Cr) в количестве от 0,1% мас. до 0,5% мас., бор (В) в количестве от 0,001% мас. до 0,005% мас., добавку в количестве менее или ровно 0,1% мас., остальное составляет железо (Fe) и другие неизбежные примеси, добавка содержит по меньшей мере один из титана (Ti), ниобия (Nb) и ванадия (V), а мелкозернистые выделения содержат нитрид или карбид по меньшей мере одного из титана (Ti), ниобия (Nb) и ванадия (V), а также захваченный водород.[12] According to another aspect, a method for producing a hot stamping material includes: reheating a workpiece in a workpiece reheating temperature range of 1180° C. to 1280° C.; producing steel sheet by hot rolling a reheated billet in the temperature range at the exit from the finishing group of rolling mill stands from 830°C to 930°C; and coiling a steel sheet in a coiling temperature range of 700°C to 780°C and forming fine-grained precipitates in the steel sheet, wherein the workpiece contains carbon (C) in an amount of 0.28% by weight. up to 0.50% wt., silicon (Si) in an amount of 0.15% wt. up to 0.70% wt., manganese (Mn) in an amount of 0.5% wt. up to 2.0% wt., phosphorus (P) in an amount less than or exactly 0.05% wt., sulfur (S) in an amount less than or exactly 0.01% wt., chromium (Cr) in an amount from 0.1 % wt. up to 0.5% wt., boron (B) in an amount of 0.001% wt. up to 0.005 wt%, additive in an amount less than or exactly 0.1 wt%, the balance being iron (Fe) and other unavoidable impurities, the additive contains at least one of titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V ), and the fine-grained precipitates contain a nitride or carbide of at least one of titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V), as well as trapped hydrogen.
[13] Мелкозернистые выделения могут быть образованы в количестве более или ровно 25.000 частиц и менее или ровно 30000 частиц на единицу площади (100 мкм2).[13] Fine-grained precipitates can be formed in quantities of more than or exactly 25,000 particles or less or exactly 30,000 particles per unit area (100 µm 2 ).
[14] Более или ровно 90% образовавшихся мелкозернистых выделений могут иметь диаметр менее или ровно 0,01 мкм.[14] More than or exactly 90% of the resulting fine-grained precipitates may have a diameter less than or exactly 0.01 μm.
[15] Количество мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, среди мелкозернистых выделений может составлять более или ровно 23000 и менее или ровно 29000 на единицу площади (100 мкм2).[15] The number of fine-grained precipitates having a diameter of less than or exactly 0.01 μm among fine-grained precipitates may be more than or exactly 23,000 or less or exactly 29,000 per unit area (100 μm 2 ).
[16] Более или ровно 60% образовавшихся мелкозернистых выделений могут иметь диаметр менее или ровно 0,005 мкм.[16] More than or exactly 60% of the resulting fine-grained precipitates may have a diameter less than or exactly 0.005 μm.
[17] Среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями может составлять более или ровно 0,15 мкм и менее или ровно 0,4 мкм.[17] The average distance between fine-grained precipitates may be more than or exactly 0.15 µm and less than or exactly 0.4 µm.
[18] Другие аспекты, признаки и преимущества, отличные от тех, которые описаны выше, станут понятны из подробного описания, формулы изобретения и графических материалов для осуществления следующего изобретения.[18] Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the detailed description, claims and drawings for practicing the following invention.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS
[19] Описанные выше и другие аспекты, признаки и преимущества некоторых вариантов реализации настоящего изобретения станут более понятны из следующего описания, рассматриваемого вместе с сопроводительными чертежами:[19] The above and other aspects, features and advantages of certain embodiments of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings:
[20] На фиг.1 представлено изображение просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), демонстрирующее часть материал для горячей штамповки в соответствии с иллюстративным вариантом реализации;[20] FIG. 1 is a transmission electron microscopy (TEM) image showing a portion of a hot stamping material in accordance with an exemplary embodiment;
[21] Фиг. 2А и 2В представляют собой иллюстративные изображения, схематически демонстрирующие часть того состояния, в котором водород является захваченным в мелкозернистые выделения;[21] FIG. 2A and 2B are illustrative views schematically showing a portion of the state in which hydrogen is trapped in the fines;
[22] На фиг.3 представлена блок-схема, схематически иллюстрирующая способ получения материала для горячей штамповки в соответствии с иллюстративным вариантом реализации;[22] FIG. 3 is a flowchart schematically illustrating a method for producing a hot stamping material according to an exemplary embodiment;
[23] На фиг.4 представлен график, демонстрирующий сравнение прочности при растяжении и напряжения при изгибе в зависимости от температуры сматывания в рулон в соответствии с иллюстративным вариантом реализации настоящего изобретения и сравнительным примером; и[23] FIG. 4 is a graph showing comparison of tensile strength and flexural stress as a function of coiling temperature in accordance with an illustrative embodiment of the present invention and a comparative example; And
[24] Фиг. 5А и 5В представляют собой изображения, демонстрирующие результаты 4-точечного испытания на изгиб для иллюстративного варианта реализации и сравнительного примера в зависимости от температуры сматывания в рулон.[24] FIG. 5A and 5B are images showing the results of a 4-point bend test for an illustrative embodiment and a comparative example as a function of reeling temperature.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[25] Далее представлено подробное описание иллюстративных вариантов реализации, примеры которых изображены на сопроводительных чертежах, где одинаковые позиционные обозначения относятся к одинаковым элементам. В этом отношении представленные иллюстративные варианты реализации могут принимать различные формы, и их не следует рассматривать как ограниченные описанием, изложенным в настоящем документе. Соответственно, предложенные варианты реализации описаны ниже со ссылкой на чертежи лишь для пояснения аспектов настоящего описания. В данном контексте термин «и/или» включает любые и все комбинации одного или более элементов из соответствующего списка. Такие выражения как «по меньшей мере один», предшествующие списку элементов, модифицируют весь список элементов, а не отдельные элементы списка.[25] The following is a detailed description of illustrative embodiments, examples of which are shown in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like elements. In this regard, the exemplary embodiments presented may take various forms and should not be construed as being limited by the description set forth herein. Accordingly, proposed embodiments are described below with reference to the drawings only for the purpose of explaining aspects of the present specification. As used herein, the term “and/or” includes any and all combinations of one or more elements from the corresponding list. Expressions such as "at least one" preceding a list of elements modify the entire list of elements, not individual elements of the list.
[26] Настоящее изобретение может включать различные иллюстративные варианты реализации и модификации, и некоторые варианты его реализации проиллюстрированы на чертежах и подробно описаны в настоящем документе. Эффекты и признаки настоящего изобретения и способы его осуществления станут понятны из вариантов реализации, подробно описанных ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи. Однако настоящее изобретение не ограничено вариантами реализации, описанными ниже, и может быть воплощено в различных формах.[26] The present invention is subject to various illustrative embodiments and modifications, and certain embodiments thereof are illustrated in the drawings and described in detail herein. The effects and features of the present invention and methods for carrying it out will become apparent from the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms.
[27] Далее подробно описаны варианты реализации со ссылкой на сопроводительные чертежи, и при описании со ссылкой на чертежи одинаковые или подобные элементы обозначены одинаковыми позиционными обозначениями, а их повторное описание опущено.[27] Embodiments will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or similar elements are designated by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
[28] В следующих вариантах реализации термины «первый», «второй» и т.д. использованы лишь для обеспечения отличия одного элемента от другого, а не в качестве ограниченного значения.[28] In the following embodiments, the terms “first”, “second”, etc. are used only to distinguish one element from another, and not as a limited meaning.
[29] Формы единственного числа включают также формы множественного числа, если из контекста явно не следует иное.[29] Singular forms also include plural forms unless the context clearly indicates otherwise.
[30] Следует понимать, что термины «содержит», «содержащий», «включает» или «включающий» в данном контексте обозначают присутствие указанных признаков или элементов, но не исключают присутствие или добавление одного или более признаков или элементов.[30] It should be understood that the terms “comprises,” “comprising,” “includes,” or “including” as used herein denote the presence of specified features or elements, but do not exclude the presence or addition of one or more features or elements.
[31] Если слой, область или элемент указаны как находящиеся на другом слое, области или элементе, они могут находиться на другом слое, области или элементе прямо или опосредованно, и может присутствовать промежуточный слой, область или элемент.[31] If a layer, region, or element is indicated as being on another layer, region, or element, it may be on the other layer, region, or element, directly or indirectly, and an intermediate layer, region, or element may be present.
[32] Для удобства описания размеры элементов на чертежах могут быть увеличены или уменьшены. Например, поскольку размер и толщина каждого элемента, изображенного на чертежах, для удобства описания показаны произвольно, то настоящее описание не обязательно ограничено изображенными возможностями.[32] For convenience of description, the dimensions of elements in the drawings may be increased or decreased. For example, since the size and thickness of each element depicted in the drawings are shown arbitrarily for convenience of description, the present description is not necessarily limited to the depicted capabilities.
[33] Если какой-либо вариант реализации может быть осуществлен иным образом, то конкретный технологический порядок может быть осуществлен в порядке, отличном от описанного. Два процесса, описанных последовательно, могут быть осуществлены по существу одновременно или могут быть осуществлены в порядке, противоположном описанному порядку.[33] If any embodiment can be carried out in a different way, then a particular technological procedure may be carried out in a manner different from that described. The two processes described sequentially may be carried out substantially simultaneously or may be carried out in the opposite order to the order described.
[34] В данном контексте выражение «А и/или В» означает А, В или А и В. Также выражение «по меньшей мере один из А и В» означает А, В или А и В.[34] In this context, the expression “A and/or B” means A, B, or A and B. Also, the expression “at least one of A and B” means A, B, or A and B.
[35] Следует понимать, что если слой, область или элемент описан как «соединенный» или «связанный» с другим элементом, то он может быть напрямую соединен или связан с другим элементом, и/или может присутствовать промежуточный элемент, так что указанный элемент может быть косвенно электрически связан с другим элементом. Например, если слой, область или элемент описан как электрически связанный с другим элементом, то он может быть напрямую электрически связан с другим элементом, и/или может присутствовать промежуточный элемент, так что указанный элемент может быть косвенно электрически связан с другим элементом.[35] It should be understood that if a layer, region or element is described as being "connected" or "connected" to another element, then it may be directly connected or connected to the other element, and/or an intermediate element may be present such that said element may be indirectly electrically coupled to another element. For example, if a layer, region, or element is described as being electrically coupled to another element, then it may be directly electrically coupled to the other element, and/or an intermediate element may be present such that said element may be indirectly electrically coupled to the other element.
[36] Далее представлено подробное описание вариантов реализации настоящего изобретения с сопроводительными чертежами.[36] The following is a detailed description of embodiments of the present invention with accompanying drawings.
[37] На фиг.1 представлено изображение просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), демонстрирующее часть материал для горячей штамповки в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.[37] FIG. 1 is a transmission electron microscopy (TEM) image showing a portion of a hot stamping material in accordance with an exemplary embodiment.
[38] Как показано на фиг.1, материал 1 для горячей штамповки согласно иллюстративному варианту реализации может содержать стальной лист 10 и мелкозернистые выделения 20, распределенные в стальном листе 10.[38] As shown in FIG. 1, the hot stamping material 1 according to the exemplary embodiment may comprise a steel sheet 10 and fine precipitates 20 distributed in the steel sheet 10.
[39] Стальной лист 10 может представлять собой стальной лист, полученный при осуществлении процесса горячей прокатки и/или процесса холодной прокатки заготовки, которая отлита так, что содержит элемент определенного сплава в определенном количестве. Стальной лист 10 может содержать углерод (С), кремний (Si), марганец (Mn), фосфор (Р), серу (S), хром (Cr), бор (В), остальное составляет железо (Fe) и другие неизбежные примеси. Кроме того, в одном иллюстративном варианте реализации стальной лист 10 может дополнительно содержать в качестве добавки по меньшей мере один из титана (Ti), ниобия (Nb) и ванадия (V). В другом иллюстративном варианте реализации стальной лист 10 может дополнительно содержать определенное количество кальция (Са).[39] The steel sheet 10 may be a steel sheet obtained by performing a hot rolling process and/or a cold rolling process on a workpiece that is cast to contain a certain alloy element in a certain amount. The steel sheet 10 may contain carbon (C), silicon (Si), manganese (Mn), phosphorus (P), sulfur (S), chromium (Cr), boron (B), the rest being iron (Fe) and other inevitable impurities . Additionally, in one exemplary embodiment, the steel sheet 10 may further comprise at least one of titanium (Ti), niobium (Nb), and vanadium (V) as an additive. In another exemplary embodiment, the steel sheet 10 may further contain a certain amount of calcium (Ca).
[40] Углерод (С) действует как элемент, стабилизирующий аустенит в стальном листе 10. Углерод является основным элементом, определяющим прочность и твердость стального листа 10, и после процесса горячей штамповки его добавляют для обеспечения прочности при растяжении стального листа 10 (например, прочности при растяжении, составляющей более или ровно 1680 МПа) и для обеспечения характеристик прокаливаемости. Как описано выше, углерод может быть включен в количестве от 0,28% мас. до 0,50% мас. относительно общей массы стального листа 10. Если содержание углерода составляет менее 0,28% мас., то не может быть обеспечена твердая фаза (мартенсит или т.п.) и, следовательно, механическая прочность стального листа 10 может быть неудовлетворительной. Напротив, если содержание углерода составляет более 0,50% мас., может возникать хрупкость стального листа 10 или могут быть ухудшены характеристики на изгиб стального листа 10.[40] Carbon (C) acts as an austenite stabilizing element in the steel sheet 10. Carbon is the main element determining the strength and hardness of the steel sheet 10, and after the hot stamping process, it is added to ensure the tensile strength of the steel sheet 10 (such as the strength at a tension greater than or exactly 1680 MPa) and to ensure hardenability characteristics. As described above, carbon may be included in an amount of from 0.28% wt. up to 0.50% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10. If the carbon content is less than 0.28% by mass, a solid phase (martensite or the like) cannot be provided, and therefore the mechanical strength of the steel sheet 10 may be unsatisfactory. On the contrary, if the carbon content is more than 0.50% by mass, brittleness of the steel sheet 10 may occur or the bending performance of the steel sheet 10 may be deteriorated.
[41] Кремний (Si) действует как элемент, стабилизирующий феррит, в стальном листе 10. Кремний (Si) представляет собой элемент, упрочняющий твердый раствор, он улучшает пластичность стального листа 10 и подавляет образование низкотемпературного карбида, повышая концентрацию углерода в аустените. Кроме того, кремний является важнейшим элементом для гомогенизации горячекатаной, холоднокатаной и горячепрессованной структуры (регулирование образования перлита, сегрегации марганца) и тонкого диспергирования феррита. Кремний действует как элемент для регулирования неоднородности прочности мартенсита для улучшения характеристик при соударении. Кремний может быть включен в количестве от 0,15% мас. до 0,70% мас. относительно общей массы стального листа 10. Если содержание кремния составляет менее 0,15% мас., то вышеописанные эффекты не могут быть достигнуты, может образовываться цементит, и может происходить укрупнение зерен в конечной структуре горячештампованного мартенсита. Кроме того, неудовлетворительным является эффект однородности стального листа 10, и не может быть обеспечен V-образный угол изгиба. Напротив, если содержание кремния составляет более 0,70% мас., могут увеличиваться нагрузки при горячей прокатке и холодной прокатке, может становиться чрезмерным количество красной окалины при горячей прокатке, и могут быть ухудшены характеристики металлизации стального листа 10.[41] Silicon (Si) acts as a ferrite stabilizing element in the steel sheet 10. Silicon (Si) is a solid solution strengthening element, it improves the ductility of the steel sheet 10 and suppresses the formation of low temperature carbide, increasing the carbon concentration in austenite. In addition, silicon is an essential element for the homogenization of hot-rolled, cold-rolled and hot-pressed structures (regulating the formation of pearlite, manganese segregation) and the fine dispersion of ferrite. Silicon acts as an element to regulate martensite strength heterogeneity to improve impact performance. Silicon may be included in amounts ranging from 0.15% wt. up to 0.70% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10. If the silicon content is less than 0.15% by mass, the above effects cannot be achieved, cementite may be formed, and grain coarsening may occur in the final structure of hot-stamped martensite. In addition, the uniformity effect of the steel sheet 10 is unsatisfactory, and the V-shaped bending angle cannot be ensured. On the contrary, if the silicon content is more than 0.70 mass%, the loads in hot rolling and cold rolling may increase, the amount of red scale in hot rolling may become excessive, and the metallization performance of the steel sheet 10 may be deteriorated.
[42] Марганец (Mn) действует как элемент, стабилизирующий аустенит, в стальном листе 10. Марганец (Mn) добавляют для повышения прокаливаемости и прочности во время термической обработки. Марганец может быть включен в количестве от 0,5% мас. до 2,0% мас. относительно общей массы стального листа 10. Если содержание марганца составляет менее 0,5% мас., то эффект измельчения зерен является недостаточным и, следовательно, фракция твердой фазы в сформованном продукте после горячей штамповки может быть недостаточной вследствие недостаточной вследствие недостаточной способности к закаливанию. Если содержание марганца составляет более 2,0% мас., может быть снижена пластичность и вязкость вследствие сегрегации марганца или образования перлитной полосчатой структуры, что приведет к ухудшению характеристик на изгиб и образованию неоднородной микроструктуры.[42] Manganese (Mn) acts as an austenite stabilizing element in steel sheet 10. Manganese (Mn) is added to improve hardenability and strength during heat treatment. Manganese may be included in amounts ranging from 0.5% wt. up to 2.0% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10. If the manganese content is less than 0.5% by mass, the grain refinement effect is insufficient, and therefore the solid phase fraction in the formed product after hot stamping may be insufficient due to insufficient hardenability. If the manganese content is more than 2.0 wt.%, the ductility and toughness may be reduced due to manganese segregation or the formation of pearlite band structure, resulting in deterioration in flexural properties and the formation of heterogeneous microstructure.
[43] Фосфор (Р) может быть включен в количестве более 0% мас. и менее или ровно 0,05% мас. относительно общей массы стального листа 10 для предотвращения снижения вязкости стального листа 10. Если содержание фосфора составляет более 0,05% мас., то может образовываться фосфидное соединение железа, уменьшающее пластичность и свариваемость, и во время производственного процесса в стальном листе 10 могут образовываться трещины.[43] Phosphorus (P) may be included in an amount greater than 0% by weight. and less than or exactly 0.05% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10 to prevent the toughness of the steel sheet 10 from deteriorating. If the phosphorus content is more than 0.05% by mass, iron phosphide compound may be formed, reducing ductility and weldability, and cracks may be generated in the steel sheet 10 during the production process .
[44] Сера (S) может быть включена в количестве более 0% мас. и менее или ровно 0,01% мае относительно общей массы стального листа 10. Если содержание серы составляет более 0,01% мас., то могут быть ухудшены характеристики обрабатываемости в горячем состоянии, свариваемости и ударопрочности, и могут возникать дефекты поверхности, такие как трещины, вследствие образования крупных включений.[44] Sulfur (S) may be included in an amount greater than 0% by weight. and less than or exactly 0.01 wt.% relative to the total weight of the steel sheet 10. If the sulfur content is more than 0.01 wt.%, the characteristics of hot workability, weldability and impact resistance may be deteriorated, and surface defects such as cracks due to the formation of large inclusions.
[45] Хром (Cr) добавляют для улучшения прокаливаемости и прочности стального листа 10. Хром обеспечивает возможность уменьшения размера зерен и достижения надлежащей прочности благодаря дисперсионному твердению. Хром может быть включен в количестве от 0,1% мас. до 0,5% мас. относительно общей массы стального листа 10. Если содержание хрома составляет менее 0,1% мас., то эффект дисперсионного твердения является слабым. Напротив, если содержание хрома составляет более 0,5%, увеличивается количество выделений на основе Cr и твердого раствора в матрице, что уменьшает вязкость и увеличивает стоимость сырья, повышая производственные расходы.[45] Chromium (Cr) is added to improve the hardenability and strength of steel sheet 10. Chromium provides the ability to reduce grain size and achieve adequate strength through precipitation hardening. Chromium may be included in an amount of 0.1% wt. up to 0.5% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10. If the chromium content is less than 0.1 wt.%, the precipitation hardening effect is weak. On the contrary, if the chromium content is more than 0.5%, the amount of Cr-based precipitates and solid solution in the matrix increases, which reduces the viscosity and increases the cost of raw materials, increasing production costs.
[46] Бор (В) добавляют для обеспечения прокаливаемости и прочности стального листа 10 посредством упрочнения структуры мартенсита вследствие подавления ферритного, перлитного и бейнитного превращения. Бор подвергается сегрегации на границе зерна, уменьшая энергию граничного слоя зерна, что приводит к увеличению прокаливаемости и повышению температуры роста аустенитных зерен, обеспечивая эффект уменьшения размера зерен. Бор может быть включен в количестве от 0,001% мас. до 0,005% мас. относительно общей массы стального листа 10. При включении бора в вышеуказанном диапазоне может быть предотвращено возникновение хрупкости на границе твердого зерна, и может быть обеспечена высокая вязкость и сгибаемость. Если содержание бора составляет менее 0,001% мас., то влияние на прокаливаемость является недостаточным. Напротив, при содержании бора более 0,005% мас. бор имеет низкую растворимость в твердом состоянии и, таким образом, без труда выпадает в осадок на границе зерна в соответствии с условиями термической обработки, что ухудшает прокаливаемость или вызывает высокотемпературное охрупчивание и приводит к тому, что хрупкость на границе твердого зерна снижает вязкость и сгибаемость.[46] Boron (B) is added to provide hardenability and strength to the steel sheet 10 by strengthening the martensite structure due to suppressing ferrite, pearlite and bainite transformation. Boron undergoes segregation at the grain boundary, reducing the energy of the grain boundary layer, which leads to an increase in hardenability and an increase in the growth temperature of austenite grains, providing the effect of reducing grain size. Boron may be included in an amount of 0.001% wt. up to 0.005% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10. By including boron in the above range, the occurrence of brittleness at the hard grain boundary can be prevented, and high toughness and bendability can be achieved. If the boron content is less than 0.001% by mass, the effect on hardenability is insufficient. On the contrary, when the boron content is more than 0.005% wt. Boron has low solid solubility and thus easily precipitates at the grain boundary under heat treatment conditions, which deteriorates hardenability or causes high temperature embrittlement and causes brittleness at the solid grain boundary to reduce toughness and bendability.
[47] Добавкой является элемент, образующий нитрид или карбид, который способствует образованию мелкозернистых выделений 20. В частности, добавка может содержать по меньшей мере один из титана (Ti), ниобия (Nb) и ванадия (V). Титан (Ti), ниобий (Nb) и ванадий (V) обеспечивают прочность горячештампованного и закаленного материала вследствие образования мелкозернистых выделений 20 в форме нитрида или карбида. Кроме того, титан (Ti), ниобий (Nb) и ванадий (V), встраиваясь в сложный оксид на основе Fe-Mn, действуют как сайт улавливания водорода, эффективный для улучшения характеристик устойчивости к замедленному растрескиванию, и являются элементами, улучшающими характеристики устойчивости к замедленному растрескиванию. Такая добавка может быть включена в общем количестве менее или ровно 0,1% мас. относительно общей массы стального листа 10. Если содержание добавки составляет более 0,1% мас., может чрезмерно увеличиваться предел текучести.[47] An additive is a nitride or carbide forming element that promotes the formation of fine precipitates 20. In particular, the additive may contain at least one of titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V). Titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V) provide the strength of the hot-forged and hardened material due to the formation of fine-grained precipitates 20 in the form of nitride or carbide. In addition, titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V), when incorporated into the Fe-Mn complex oxide, act as a hydrogen trapping site effective in improving the delayed cracking resistance properties, and are elements that improve the resistance properties to delayed cracking. Such an additive may be included in a total amount of less than or exactly 0.1% by weight. relative to the total weight of the steel sheet 10. If the additive content is more than 0.1 wt.%, the yield strength may be excessively increased.
[48] Титан (Ti) может быть добавлен для повышения прокаливаемости и улучшения материала посредством образования выделений после термической обработки в горячем прессе. Кроме того, титан (Ti) эффективно способствует уменьшению размера аустенитных зерен вследствие образования осажденной фазы, такой как Ti (С, N), при высокой температуре. Титан может быть включен в количестве от 0,02% мас. до 0,05% мас. относительно общей массы стального листа 10. При включении титана в вышеуказанном диапазоне может быть предотвращена неудовлетворительная непрерывная разливка и укрупнение выделений, могут быть без труда обеспечены требуемые физические характеристики стали и могут быть предотвращены дефекты, такие как возникновение трещин на поверхности стали. Напротив, если содержание титана составляет более 0,05% мас. может происходить укрупнение выделений, что ухудшает растяжение и сгибаемость материала.[48] Titanium (Ti) can be added to increase hardenability and improve the material through the formation of precipitates after heat treatment in a hot press. In addition, titanium (Ti) is effective in reducing the austenite grain size due to the formation of a precipitated phase such as Ti (C,N) at high temperature. Titanium may be included in amounts ranging from 0.02% wt. up to 0.05% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10. By including titanium in the above range, unsatisfactory continuous casting and coarsening of precipitates can be prevented, the required physical characteristics of steel can be easily achieved, and defects such as the occurrence of cracks on the surface of steel can be prevented. On the contrary, if the titanium content is more than 0.05% wt. Enlargement of the discharge may occur, which impairs the stretching and bending of the material.
[49] Ниобий (Nb) и ванадий (V) добавляют для повышения прочности и ударной вязкости в соответствии с уменьшением размера пласта мартенсита. Каждый из ниобия и ванадия может быть включен в количестве от 0,02% мас. до 0,05% мас. относительно общей массы стального листа 10. При включении ниобия и ванадия в вышеуказанном диапазоне сталь имеет высокий эффект уменьшения размеров зерен во время процессов горячей прокатки и холодной прокатки, может быть предотвращено возникновение трещин в заготовке и хрупкий излом продукта во время сталеварения/непрерывной разливки, и может быть обеспечено наименьшее образование крупных выделений во время сталеварения.[49] Niobium (Nb) and vanadium (V) are added to increase strength and toughness in accordance with the reduction in martensite formation size. Each of niobium and vanadium may be included in an amount of from 0.02% by weight. up to 0.05% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10. By including niobium and vanadium in the above range, the steel has a high grain size reduction effect during hot rolling and cold rolling processes, the occurrence of cracks in the workpiece and brittle fracture of the product during steelmaking/continuous casting can be prevented, and the least formation of large precipitates during steelmaking can be ensured.
[50] Когда добавка включает титан (Ti) и ниобий (Nb), титан (Ti) и ниобий (Nb) могут быть включены в общей сложности от 0,02 мас. % до 0,09 мас. % относительно общей массы стального листа 10, но не ограничиваются этим.[50] When the additive includes titanium (Ti) and niobium (Nb), titanium (Ti) and niobium (Nb) may be included in a total of 0.02 wt. % up to 0.09 wt. % relative to the total weight of the steel sheet 10, but are not limited to this.
[51] Кальций (Са) может быть добавлен для регулирования формы включений. Кальций может быть включен в менее или ровно 0,003% мас. относительно общей массы стального листа 10.[51] Calcium (Ca) can be added to control the shape of the inclusions. Calcium may be included at less than or exactly 0.003% wt. relative to the total weight of the steel sheet 10.
[52] Мелкозернистые выделения 20 могут быть распределены в стальном листе 10 для улавливания водорода. Иными словами, мелкозернистые выделения 20 могут улучшать характеристики замедленного водородного растрескивания горячештампованного продукта посредством обеспечения сайтов улавливания водорода, включенного во внутренний объем во время или после получения материала 1 для горячей штамповки. В одном варианте реализации мелкозернистые выделения 20 могут содержать нитрид или карбид какой-либо добавки. В частности, мелкозернистые выделения 20 могут содержать нитрид или карбид по меньшей мере одного из титана (Ti), ниобия (Nb) и ванадия (V).[52] The fine particles 20 may be distributed in the steel sheet 10 to capture hydrogen. In other words, the fine precipitates 20 can improve the delayed hydrogen cracking characteristics of the hot stamped product by providing sites for trapping hydrogen incorporated into the internal volume during or after production of the hot stamping material 1. In one embodiment, the fine-grained precipitates 20 may contain a nitride or carbide additive. In particular, the fine-grained precipitates 20 may contain a nitride or carbide of at least one of titanium (Ti), niobium (Nb), and vanadium (V).
[53] Характеристики осаждения мелкозернистых выделений 20 можно регулировать посредством подбора технологических условий. Например, посредством изменения диапазона температуры сматывания в рулон (СТ) как одного из технологических условий можно регулировать такие характеристики осаждения как количество мелкозернистых выделений 20, среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20 или диаметр мелкозернистых выделений 20. Технологические условия подробно описаны далее со ссылкой на фиг.3.[53] The deposition characteristics of fine precipitates 20 can be controlled by selecting process conditions. For example, by changing the reeling temperature (CT) range as one of the process conditions, deposition characteristics such as the amount of fines 20, the average distance between fines 20, or the diameter of the fines 20 can be adjusted. The process conditions are described in detail below with reference to FIGS. 3.
[54] В иллюстративном варианте реализации можно регулировать количество мелкозернистых выделений 20, образованных в стальном листе 10, чтобы оно соответствовало заданному диапазону. Более конкретно, мелкозернистые выделения 20 могут образовываться в стальном листе 10 в количестве, составляющем более или ровно 25000 штук//100 мкм2 и менее или ровно 30000 штук/100 мкм2. В частности, среди мелкозернистых выделений 20, распределенных в стальном листе 10, могут образовываться мелкозернистые выделения, имеющие диаметр менее или ровно 0,01 мкм в количестве более или ровно 23000 штук/100 мкм2 и менее или ровно 29000 штук/100 мкм2 в стальном листе 10.[54] In an exemplary embodiment, the amount of fine precipitates 20 formed in the steel sheet 10 can be adjusted to fall within a predetermined range. More specifically, fine precipitates 20 may be formed in the steel sheet 10 in an amount of more than or exactly 25,000 pieces//100 μm 2 or less or exactly 30,000 pieces/100 μm 2 . In particular, among the fine-grained precipitates 20 distributed in the steel sheet 10, fine-grained precipitates having a diameter of less than or exactly 0.01 μm in an amount of more than or exactly 23,000 pieces/100 μm 2 or less or exactly 29,000 pieces/100 μm 2 in steel sheet 10.
[55] Если количество образовавшихся мелкозернистых выделений 20 находится в пределах вышеописанного диапазона, то после горячей штамповки может быть обеспечена требуемая прочность при растяжении (например, 1680 МПа), и может быть улучшена формуемость или сгибаемость. Например, если количество мелкозернистых выделений 20, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, составляет менее 23000 штук/100 мкм2, то может быть снижена прочность. Напротив, если указанное количество превышает 29000 штук/100 мкм2, то может быть ухудшена формуемость или сгибаемость.[55] If the amount of fine precipitates 20 generated is within the above-described range, then after hot stamping, the required tensile strength (for example, 1680 MPa) can be achieved, and the formability or bendability can be improved. For example, if the number of fine precipitates 20 having a diameter of less than or exactly 0.01 μm is less than 23,000 pieces/100 μm 2 , the strength may be reduced. On the contrary, if the specified amount exceeds 29,000 pieces/100 μm 2 , formability or bendability may be deteriorated.
[56] В другом иллюстративном варианте реализации можно регулировать среднее расстояние между соседними мелкозернистыми выделениями 20, чтобы оно соответствовало заданному диапазону. В данном контексте «среднее расстояние» может относиться к среднему свободному пути мелкозернистых выделений 20, а способ измерения среднего расстояния подробно описан далее.[56] In another exemplary embodiment, the average distance between adjacent fines 20 may be adjusted to fall within a predetermined range. In this context, "average distance" may refer to the average free path of the fines 20, and a method for measuring the average distance is described in detail below.
[57] В частности, среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20 может составлять более или ровно 0,15 мкм и менее или ровно 0,4 мкм. Если среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20 составляет менее 0,15 мкм, то может быть ухудшена формуемость или сгибаемость. Напротив, если среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20 превышает 0,4 мкм, то может быть снижена прочность.[57] In particular, the average distance between the fine-grained precipitates 20 may be greater than or exactly 0.15 μm and less than or exactly 0.4 μm. If the average distance between the fine precipitates 20 is less than 0.15 μm, the formability or bendability may be impaired. On the contrary, if the average distance between fine-grained precipitates 20 exceeds 0.4 μm, then the strength may be reduced.
[58] В другом иллюстративном варианте можно регулировать реализации диаметр мелкозернистых выделений 20, чтобы они соответствовали заданным условиям. В частности, более или ровно 90% мелкозернистых выделений 20, образовавшихся в стальном листе 10, могут иметь диаметр менее или ровно 0,01 мкм. Кроме того, более или ровно 60% мелкозернистых выделений 20, образовавшихся в стальном листе 10, могут иметь диаметр менее или ровно 0,005 мкм. Кроме того, в альтернативном варианте реализации средний диаметр мелкозернистых выделений 20, образовавшихся в стальном листе 10, может составлять менее или ровно 0,006 мкм.[58] In another exemplary embodiment, the diameter of the fines 20 may be adjusted to suit predetermined conditions. In particular, more than or exactly 90% of the fine precipitates 20 formed in the steel sheet 10 may have a diameter of less than or exactly 0.01 μm. In addition, more than or exactly 60% of the fine precipitates 20 formed in the steel sheet 10 may have a diameter of less than or exactly 0.005 μm. Moreover, in an alternative embodiment, the average diameter of the fine precipitates 20 formed in the steel sheet 10 may be less than or exactly 0.006 microns.
[59] Диаметр мелкозернистых выделений 20, описанных выше, существенно влияет на улучшение характеристик замедленного водородного растрескивания. Далее описано различие эффекта улучшения характеристик замедленного водородного растрескивания в зависимости от диаметра мелкозернистых выделений 20 со ссылкой на фиг.2А и 2В.[59] The diameter of the fine-grained precipitates 20 described above has a significant effect on improving the delayed hydrogen cracking characteristics. The difference in the effect of improving the delayed hydrogen cracking characteristics depending on the diameter of the fine-grained precipitates 20 will now be described with reference to FIGS. 2A and 2B.
[60] Фиг. 2А и 2В представляют собой иллюстративные изображения, схематически демонстрирующие часть того состояния, в котором водород является захваченным в мелкозернистые выделения 20.[60] FIG. 2A and 2B are illustrative views schematically showing a portion of the state in which hydrogen is trapped in the fines 20.
[61] В частности, на фиг.2А показано, что водород захватывается мелкозернистыми выделениями 20, имеющими относительно большой диаметр, а на фиг.2 В показано, что водород захватывается мелкозернистыми выделениями 20, имеющими относительно маленький диаметр.[61] In particular, FIG. 2A shows that hydrogen is captured by the fine precipitates 20 having a relatively large diameter, and FIG. 2B shows that hydrogen is captured by the fine precipitates 20 having a relatively small diameter.
[62] Как показано на фиг.2А, если диаметр мелкозернистых выделений 20 является относительно большим, то количество атомов водорода, захваченных мелкозернистыми выделениями 20, увеличивается. Иными словами, атомы водорода, включенные в стальной лист 10, диспергированы неравномерно, и вероятность того, что множество атомов водорода будут захвачены одним сайтом улавливания водорода, увеличивается. Множество атомов водорода, захваченных одним сайтом улавливания водорода, могут соединяться друг с другом с образованием молекулы водорода H2. Образованная молекула водорода может увеличивать вероятность создания внутреннего давления, и результате может ухудшать характеристики замедленного водородного растрескивания горячештампованного продукта.[62] As shown in FIG. 2A, if the diameter of the fine precipitates 20 is relatively large, the number of hydrogen atoms trapped in the fine precipitates 20 increases. In other words, the hydrogen atoms included in the steel sheet 10 are dispersed unevenly, and the likelihood that a plurality of hydrogen atoms will be captured by one hydrogen trapping site is increased. Many hydrogen atoms captured by a single hydrogen trapping site can combine with each other to form a hydrogen molecule H 2 . The hydrogen molecule generated may increase the likelihood of internal pressure being generated, and as a result may degrade the delayed hydrogen cracking properties of the hot stamped product.
[63] Напротив, как показано на фиг.2В, если диаметр мелкозернистых выделений 20 является относительно маленьким, то вероятность того, что множество атомов водорода будут захвачены одним мелкозернистым выделением 20, уменьшается. Иными словами, атомы водорода, включенные в стальной лист 10, могут быть захвачены различными сайтами улавливания водорода для относительно равномерного распределения. Соответственно, атомы водорода не могут соединяться друг с другом и, следовательно, вероятность создания внутреннего давления, обусловленного молекулами водорода, может снижаться, что улучшает характеристики замедленного водородного растрескивания горячештампованного продукта.[63] In contrast, as shown in FIG. 2B, if the diameter of the fine precipitates 20 is relatively small, the likelihood that many hydrogen atoms will be trapped in one fine precipitate 20 is reduced. In other words, the hydrogen atoms included in the steel sheet 10 can be captured by various hydrogen trapping sites to be distributed relatively uniformly. Accordingly, hydrogen atoms cannot bond with each other and, therefore, the likelihood of generating internal pressure caused by hydrogen molecules can be reduced, which improves the delayed hydrogen cracking performance of the hot-formed product.
[64] В то же время характеристики осаждения мелкозернистых выделений 20, описанный выше, могут быть измерены методом анализа изображения, полученного просвечивающей электронной микроскопией (ПЭМ). В частности, ПЭМ изображения определенных областей образца могут быть получены в количестве, равном заданному количеству. Мелкозернистые выделения 20 могут быть извлечены из записанных изображений с помощью программы анализа изображений или т.п., и для извлеченных мелкозернистых выделений 20 может быть измерено количество мелкозернистых выделений 20, среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20, диаметр мелкозернистых выделений 20 и т.п.[64] At the same time, the deposition characteristics of fine-grained precipitates 20 described above can be measured by transmission electron microscopy (TEM) image analysis. In particular, TEM images of certain areas of the sample can be obtained in a specified quantity. The fines 20 may be extracted from the recorded images by an image analysis program or the like, and for the extracted fines 20, the number of fines 20, the average distance between the fines 20, the diameter of the fines 20, and the like can be measured.
[65] В иллюстративном варианте реализации может быть использован метод репликации поверхности в качестве предварительной обработки измеряемого образца для измерения характеристик осаждения мелкозернистых выделений 20. Например, может быть использован метод реплики первой ступени, метод реплики второй ступени, метод экстракционной реплики или т.п., но не ограничиваясь вышеописанными примерами.[65] In an exemplary embodiment, a surface replication method may be used as a pretreatment of the sample to be measured to measure the deposition characteristics of fines 20. For example, a first stage replica method, a second stage replica method, an extraction replica method, or the like may be used. , but not limited to the examples described above.
[66] В другом иллюстративном варианте реализации при измерении диаметров мелкозернистых выделений 20 указанные диаметры мелкозернистых выделений 20 могут быть рассчитаны посредством преобразования формы мелкозернистых выделений 20 в круглую форму, принимая во внимание однородность формы мелкозернистых выделений 20. В частности, площадь извлеченного мелкозернистого выделения 20 может быть измерена с использованием единичного пикселя, имеющего определенную площадь, а диаметр мелкозернистого выделения 20 может быть рассчитан посредством преобразования формы мелкозернистого выделения 20 в круг, имеющий такую же площадь, что и измеренная площадь.[66] In another exemplary embodiment, when measuring the diameters of the fines 20, said diameters of the fines 20 may be calculated by converting the shape of the fines 20 to a circular shape, taking into account the uniformity of the shape of the fines 20. Specifically, the area of the extracted fines 20 may be measured using a single pixel having a certain area, and the diameter of the fine feature 20 can be calculated by converting the shape of the fine feature 20 into a circle having the same area as the measured area.
[67] В другом иллюстративном варианте реализации среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20 может быть измерено по среднему свободному пути, описанному выше. В частности, среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20 может быть рассчитано с использованием доли площади частицы и количества частиц на единицу длины. Например, среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20 может иметь взаимосвязь, описанную ниже уравнением 1.[67] In another exemplary embodiment, the average distance between fines 20 may be measured using the average free path described above. In particular, the average distance between fines 20 can be calculated using the particle area fraction and the number of particles per unit length. For example, the average distance between fines 20 may have the relationship described by Equation 1 below.
[68] [Уравнение 1][68] [Equation 1]
[69] λ=(1-AA)/NL[69] λ=(1-AA)/NL
[70] (λ: среднее расстояние между частицами, АА: доля площади частицы, NL: количество частиц на единицу длины)[70] (λ: average distance between particles, AA: particle area fraction, NL: number of particles per unit length)
[71] Способ измерения характеристик осаждения мелкозернистых выделений 20 не ограничен вышеописанным примером, и могут быть использованы различные методы.[71] The method for measuring the deposition characteristics of fine precipitates 20 is not limited to the above example, and various methods can be used.
[72] На фиг.3 представлена блок-схема, схематически иллюстрирующая способ получения материала для горячей штамповки в соответствии с иллюстративным вариантом реализации.[72] FIG. 3 is a flow chart schematically illustrating a method for producing a hot stamping material in accordance with an exemplary embodiment.
[73] Как показано на фиг.3, способ получения материала для горячей штамповки согласно одному варианту реализации может включать операцию S100 повторного нагрева, операцию S200 горячей прокатки, операцию S300 охлаждения/сматывания в рулон, операцию S400 холодной прокатки, операцию S500 отжиговой термической обработки и операцию S600 плакирования.[73] As shown in FIG. 3, a method for producing a hot stamping material according to one embodiment may include a reheating step S100, a hot rolling step S200, a cooling/coiling step S300, a cold rolling step S400, an annealing heat treatment step S500. and cladding operation S600.
[74] В качестве справочной информации на фиг.3 показано, что операции S100 - S600 представляют собой независимые операции. Некоторые из операций S100 - S600 могут быть осуществлены в одном процессе, а некоторые из операций S100 - S600 при необходимости могут быть также опущены.[74] For reference, FIG. 3 shows that operations S100 to S600 are independent operations. Some of the operations S100 - S600 can be performed in one process, and some of the operations S100 - S600 can also be omitted if necessary.
[75] Предложена заготовка в форме полуфабриката, подвергаемого процессу формования материала 1 для горячей штамповки. Заготовка может содержать углерод (С) в количестве от 0,28 мас. % до 0,50 мас. %, кремний (Si) в количестве от 0,15 мас. % до 0,70 мас. %, марганец (Mn) в количестве от 0,5 мас. % до 2,0 мас. %, фосфор (Р) в количестве менее или ровно 0,05 мас. %, серу (S) в количестве менее или ровно 0,01 мас. %, хром (Cr) в количестве от 0,1 мас. % до 0,5 мас. %, бор (В) в количестве от 0,001 мас. % до 0,005 мас. %, остальное составляет железо (Fe) и другие неизбежные примеси. Кроме того, заготовка может дополнительно содержать добавку в общем количестве менее или ровно 0,1% мас. Согласно настоящему описанию, добавка может содержать по меньшей мере один из титана (Ti), ниобия (Nb) и ванадия (V). Например, содержание каждого из титана (Ti), ниобия (Nb) и/или ванадия (V) может составлять от 0,02% мас. до 0,05% мас.[75] A workpiece in the form of a semi-finished product subjected to a material forming process 1 for hot stamping is proposed. The workpiece may contain carbon (C) in an amount of 0.28 wt. % up to 0.50 wt. %, silicon (Si) in an amount of 0.15 wt. % up to 0.70 wt. %, manganese (Mn) in an amount of 0.5 wt. % up to 2.0 wt. %, phosphorus (P) in an amount less than or exactly 0.05 wt. %, sulfur (S) in an amount less than or exactly 0.01 wt. %, chromium (Cr) in an amount of 0.1 wt. % up to 0.5 wt. %, boron (B) in an amount of 0.001 wt. % up to 0.005 wt. %, the rest is iron (Fe) and other inevitable impurities. In addition, the workpiece may additionally contain an additive in a total amount of less than or exactly 0.1% wt. According to the present description, the additive may contain at least one of titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V). For example, the content of each of titanium (Ti), niobium (Nb) and/or vanadium (V) may range from 0.02% wt. up to 0.05% wt.
[76] Операция S100 повторного нагревания представляет собой операцию повторного нагрева заготовки для горячей прокатки. Во время операции S100 повторного нагревания происходит растворение компонентов, сегрегированных во время разливки, вследствие повторного нагревания заготовки, закрепленной в процессе непрерывной разливки, в пределах определенного температурного диапазона.[76] The reheating operation S100 is a hot rolling workpiece reheating operation. During the reheating step S100, the components segregated during casting are dissolved due to reheating of the workpiece fixed in the continuous casting process within a certain temperature range.
[77] Температуру повторного нагревания заготовки (SRT) можно регулировать в пределах заданного температурного диапазона для существенного улучшения измельчения аустенита и эффекта дисперсионного твердения. В данном случае диапазон температуры повторного нагревания заготовки (SRT) может входить в температурный диапазон (примерно 1000°С), в котором добавка (Ti, Nb и/или V) полностью растворяется при повторном нагревании заготовки относительно равновесного количества осадка мелкозернистых выделений 20. Если температура повторного нагревания заготовки (SRT) ниже температурного диапазона, в котором полностью растворяется добавка (Ti, Nb и/или V), то движущая сила, необходимая для регулирования микроструктуры, в недостаточной степени проявляется во время горячей прокатки и, таким образом, эффект обеспечения высоких механических характеристик посредством необходимого регулирования осаждения, не может быть достигнут.[77] The workpiece reheat temperature (SRT) can be adjusted within a specified temperature range to significantly improve austenite refinement and precipitation hardening effect. In this case, the workpiece reheat temperature (SRT) range may be within the temperature range (about 1000° C.) in which the additive (Ti, Nb and/or V) is completely dissolved when the workpiece is reheated relative to the equilibrium amount of fine precipitate 20. If billet reheat temperature (SRT) is below the temperature range in which the additive (Ti, Nb and/or V) is completely dissolved, the driving force required to control the microstructure is not sufficiently developed during hot rolling and thus the effect of providing high mechanical properties cannot be achieved through the necessary regulation of deposition.
[78] В иллюстративном варианте реализации температуру повторного нагревания заготовки (SRT) можно регулировать от 1180°С до 1280°С. Если температура повторного нагревания заготовки (SRT) составляет менее 1180°С, то компоненты, сегрегированные во время разливки, не растворяются в достаточной степени и, таким образом, эффект гомогенизации элемента сплава не может быть продемонстрирован на существенном уровне, а эффект твердого раствора титана (Ti) не может проявиться должным образом. Напротив, если температура повторного нагревания заготовки (SRT) является высокой, то температура повторного нагревания заготовки (SRT) благоприятна для гомогенизации. Если температура повторного нагревания заготовки (SRT) составляет более 1280°С, то увеличивается размер аустенитных зерен и, следовательно, не может быть обеспечена прочность, и могут увеличиваться только производственные затраты на получение стального листа вследствие излишнего нагревания.[78] In an exemplary embodiment, the workpiece reheat temperature (SRT) can be adjusted from 1180°C to 1280°C. If the billet reheat temperature (SRT) is less than 1180°C, then the components segregated during casting are not sufficiently dissolved and thus the homogenization effect of the alloy element cannot be demonstrated to a significant level, and the effect of titanium solid solution ( Ti) cannot manifest properly. On the contrary, if the workpiece reheat temperature (SRT) is high, then the workpiece reheat temperature (SRT) is favorable for homogenization. If the workpiece reheat temperature (SRT) is more than 1280°C, the austenite grain size increases and therefore strength cannot be ensured, and only the production cost of steel sheet may increase due to excessive heating.
[79] Операция S200 горячей прокатки представляет собой операцию производства стального листа посредством горячей прокатки заготовки, повторно нагретой на операции S100 в пределах диапазона определенной температуры на выходе из чистовой группы клетей прокатного стана (FDT). В иллюстративном варианте реализации диапазон температуры на выходе из чистовой группы клетей прокатного стана (FDT) можно регулировать от 830°С до 930°С. Если температура на выходе из чистовой группы клетей прокатного стана (FDT) составляет менее 830°С, то не может быть обеспечена обрабатываемость стального листа, что обусловлено возникновением двойной структуры зерна вследствие прокатки поверх аномальной области. Кроме того, может ухудшаться обрабатываемость вследствие неоднородности микроструктуры, и во время горячей прокатки может появляться способность к прокатке вследствие быстрого изменения фазы. Напротив, если температура на выходе из чистовой группы клетей прокатного стана (FDT) выше 930°С, то аустенитные зерна становятся более крупными. Кроме того, укрупняются выделения TiC и, следовательно, может ухудшаться качество готовой детали.[79] The hot rolling operation S200 is an operation of producing a steel sheet by hot rolling a billet reheated in the operation S100 within a certain temperature range at the outlet of the finishing group of rolling mill stands (FDT). In an exemplary embodiment, the temperature range at the outlet of the finishing train (FDT) stands can be adjusted from 830°C to 930°C. If the outlet temperature of the finishing group of rolling mill stands (FDT) is less than 830°C, the workability of the steel sheet cannot be ensured, which is due to the occurrence of double grain structure due to rolling over an abnormal area. In addition, workability may deteriorate due to microstructure heterogeneity, and during hot rolling, rollability may appear due to rapid phase changes. On the contrary, if the temperature at the outlet of the finishing group of rolling mill stands (FDT) is above 930°C, then the austenite grains become larger. In addition, TiC precipitates become larger and, therefore, the quality of the finished part may deteriorate.
[80] Во время операции S100 повторного нагревания и операции S200 горячей прокатки часть мелкозернистых выделений может выпадать в осадок на границе зерен с нестабильной энергией. В данном случае мелкозернистые выделения 20, которые осаждаются на границе зерен, действуют как факторы, препятствующие росту аустенитных зерен, обеспечивая эффект увеличения прочности вследствие измельчения аустенита. Мелкозернистые выделения 20, выпавшие в осадок во время операций S100 и S200, могут составлять 0,027% мас.относительно равновесного количества осадка, но не ограничиваясь указанным значением.[80] During the reheating operation S100 and the hot rolling operation S200, a portion of the fine-grained precipitates may precipitate at the grain boundary with unstable energy. In this case, the fine-grained precipitates 20, which are deposited at the grain boundaries, act as factors that inhibit the growth of austenite grains, providing the effect of increasing strength due to the refinement of austenite. The fines 20 precipitated during operations S100 and S200 may be 0.027% by weight of the equilibrium amount of sediment, but is not limited to this value.
[81] Операция S300 охлаждения/сматывания в рулон представляет собой операцию охлаждения и сматывания в рулон стального листа, подверженного горячей прокатке во время операции S200, в диапазоне определенной температуры сматывания в рулон (СТ) и образования мелкозернистых выделений 20 в стальном листе. Иными словами, во время операции S300 образуются мелкозернистые выделения 20 вследствие образования нитрида или карбида добавки (Ti, Nb и/или V), введенной в заготовку. Сматывание в рулон может быть осуществлено в ферритной зоне, так что равновесное количество осадка мелкозернистых выделений 20 достигает наибольшего значения. После завершения перекристаллизации зерен, описанной выше, когда структура преобразована в феррит, частицы с размером мелкозернистых выделений 20 могут однородно выпадать в осадок не только на границе зерен, но и в самих зернах.[81] The cooling/coiling operation S300 is an operation of cooling and coiling the steel sheet subjected to hot rolling in the operation S200 in the range of a certain coiling temperature (CT) and forming fine precipitates 20 in the steel sheet. In other words, during operation S300, fine-grained precipitates 20 are formed due to the formation of nitride or carbide additives (Ti, Nb and/or V) introduced into the workpiece. Coiling can be carried out in the ferritic zone, so that the equilibrium amount of fine precipitate 20 reaches its greatest value. After the grain recrystallization described above is completed, when the structure is transformed into ferrite, particles with a fine-grained precipitate size of 20 can precipitate uniformly not only at the grain boundaries, but also in the grains themselves.
[82] В иллюстративном варианте реализации температура сматывания в рулон (СТ) может составлять от 700°С до 780°С. Температура сматывания в рулон (СТ) влияет на перераспределение углерода (С).Если температура сматывания в рулон (СТ) составляет менее 700°С, то фракция низкотемпературной фазы может увеличиваться вследствие переохлаждения и, следовательно, может увеличиваться прочность, во время холодной прокатки может увеличиваться нагрузка при прокатке, и может резко снизиться пластичность. Напротив, если температура сматывания в рулон (СТ) выше 780°С, могут ухудшаться формуемость и прочность вследствие аномального роста зерен или избыточного роста зерен.[82] In an exemplary embodiment, the reeling temperature (CT) may be between 700°C and 780°C. The coiling temperature (CT) affects the redistribution of carbon (C). If the coiling temperature (CT) is less than 700°C, then the low-temperature phase fraction may increase due to supercooling and, therefore, the strength may increase, during cold rolling it may the rolling load increases and ductility may sharply decrease. On the contrary, if the coiling temperature (CT) is higher than 780°C, formability and strength may deteriorate due to abnormal grain growth or excessive grain growth.
[83] В соответствии с представленным иллюстративным вариантом реализации, описанным выше, характеристики осаждения мелкозернистых выделений 20 можно контролировать посредством регулирования диапазона температуры сматывания в рулон СТ. Экспериментальный пример изменения характеристик материала 1 для горячей штамповки в зависимости от диапазона температуры сматывания в рулон (СТ) описан далее со ссылкой на фиг.4, 5А и 5В.[83] According to the illustrated exemplary embodiment described above, the deposition characteristics of the fines 20 can be controlled by adjusting the CT reeling temperature range. An experimental example of changing the characteristics of the hot stamping material 1 depending on the coiling temperature (CT) range is described next with reference to FIGS. 4, 5A and 5B.
[84] Операция S400 холодной прокатки представляет собой операцию разворачивания стального листа, смотанного во время операции S300, для травления стального листа с последующей холодной прокаткой стального листа. В данном случае травление осуществляют для удаления окалины со смотанного стального листа, то есть горячекатаного рулона, полученного в процессе горячей прокатки, описанном выше. В иллюстративном варианте реализации во время холодной прокатки коэффициент обжатия можно регулировать от 30% до 70%, но не ограничиваясь указанными значениями.[84] The cold rolling operation S400 is an operation of unrolling the steel sheet wound in the operation S300 to pickle the steel sheet, followed by cold rolling the steel sheet. In this case, pickling is carried out to remove scale from the coiled steel sheet, that is, the hot rolled coil obtained by the hot rolling process described above. In an illustrative embodiment, during cold rolling, the reduction ratio can be adjusted from, but not limited to, 30% to 70%.
[85] Операция S500 отжиговой термической обработки отжига представляет собой операцию осуществления отжиговой термической обработки в отношении стального листа, подверженного холодной прокатке во время операции S400, при температуре выше или ровно 700°С. В иллюстративном варианте реализации отжиговая термическая обработка включает операцию нагревания холоднокатаного листового материала и охлаждения нагретого холоднокатаного листового материала с определенной скоростью охлаждения.[85] The annealing annealing heat treatment operation S500 is an operation of performing annealing heat treatment on the steel sheet subjected to cold rolling in the operation S400 at a temperature higher than or exactly 700°C. In an illustrative embodiment, the annealing heat treatment includes the step of heating the cold-rolled sheet material and cooling the heated cold-rolled sheet material at a certain cooling rate.
[86] Операция S600 плакирования представляет собой операцию формирования металлического слоя на стальном листе, подверженном отжиговой термической обработке. В одном варианте реализации во время операции S600 плакирования на стальном листе, подверженном термической обработке во время операции S500, может быть сформирован плакирующий слой Al-Si.[86] The cladding operation S600 is an operation of forming a metal layer on a steel sheet subjected to annealing heat treatment. In one embodiment, during cladding operation S600, an Al-Si cladding layer may be formed on the steel sheet subjected to heat treatment during operation S500.
[87] В частности, операция S600 плакирования может включать: операцию горячего формирования слоя плакирующего покрытия на поверхности стального листа посредством погружения стального листа в гальваническую ванну при температуре от 650°С до 700°С; и операцию охлаждения сформированного плакирующего слоя посредством охлаждения стального листа, на котором сформирован слой плакирующего покрытия посредством погружения в горячую ванну. Согласно настоящему описанию, гальваническая ванна может содержать, в качестве дополнительного элемента, Si, Fe, Al, Mn, Cr, Mg, Ti, Zn, Sb, Sn, Cu, Ni, Co, In, Bi или подобные элементы, но не ограничиваясь ими.[87] Specifically, the cladding step S600 may include: a step of hot forming a cladding layer on the surface of a steel sheet by immersing the steel sheet in a galvanic bath at a temperature of 650° C. to 700° C.; and a step of cooling the formed cladding layer by cooling the steel sheet on which the cladding layer is formed by immersing it in a hot bath. According to the present description, the electroplating bath may contain, as an additional element, Si, Fe, Al, Mn, Cr, Mg, Ti, Zn, Sb, Sn, Cu, Ni, Co, In, Bi or the like, but is not limited to them.
[88] Горячештамованная деталь, удовлетворяющая требуемой прочности и сгибаемости, может быть получена осуществлением процесса горячей штамповки материала 1 для горячей штамповки, который получен во время операций S100-S600, описанных выше. В иллюстративном варианте реализации материал 1 для горячей штамповки, полученный в соответствии с описанными выше условиями содержания составных компонентов и технологическими условиями, может иметь прочность при растяжении более или ровно 1680 МПа и сгибаемость более или ровно 40° после осуществления процесса горячей штамповки.[88] A hot-formed part satisfying the required strength and bendability can be obtained by performing a hot-forming process of the hot-forming material 1, which is obtained during operations S100 to S600 described above. In an exemplary embodiment, the hot stamping material 1 obtained in accordance with the constituent content and processing conditions described above may have a tensile strength of more than or exactly 1680 MPa and a bendability of more than or exactly 40° after the hot stamping process is carried out.
[89] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно с помощью иллюстративного варианта реализации и сравнительного примера. Однако следующий иллюстративный вариант реализации и сравнительный пример предназначены для более конкретной демонстрации настоящего описания, и объем настоящего изобретения не ограничен следующим иллюстративным вариантом реализации и сравнительным примером. Следующий иллюстративный вариант реализации и сравнительный пример могут быть соответствующим образом модифицированы и изменены специалистом в данной области техники в пределах объема настоящего изобретения.[89] Next, the present invention will be described in more detail with the help of an illustrative embodiment and a comparative example. However, the following illustrative embodiment and comparative example are intended to demonstrate the present disclosure more specifically, and the scope of the present invention is not limited to the following illustrative embodiment and comparative example. The following illustrative embodiment and comparative example may be suitably modified and varied by one skilled in the art within the scope of the present invention.
[90] На фиг.4 представлен график, демонстрирующий сравнение прочности при растяжении и напряжения при изгибе одного варианта реализации и сравнительного примера в зависимости от температуры сматывания в рулон. На фиг.5А и 5В представлены изображения, демонстрирующие результаты 4-точечного испытания на изгиб одного варианта реализации и сравнительного примера в зависимости от температуры сматывания в рулон.[90] FIG. 4 is a graph showing a comparison of tensile strength and flexural stress of one embodiment and a comparative example as a function of reeling temperature. FIGS. 5A and 5B are images showing 4-point bend test results of one embodiment and a comparative example as a function of reeling temperature.
[91] Вариант реализации СТ 700 и сравнительный пример СТ 800 представляют собой образцы, полученные горячей штамповкой материала 1 для горячей штамповки, который был получен при осуществлении операций S100 - S600 на заготовке, имеющей состав, указанный ниже в таблице 1. В данном случае вариант реализации СТ 700 и сравнительный пример СТ 800 представляют собой образцы, полученные с применением одинаковых условий по содержанию составных компонентов и технологических условий в процессе получения материала 1 для горячей штамповки, но с использованием различной температуры сматывания в рулон (СТ) в качестве единственной переменной.[91] Embodiment CT 700 and Comparative Example CT 800 are samples obtained by hot stamping of hot stamping material 1, which was obtained by performing operations S100 - S600 on a workpiece having the composition shown in Table 1 below. In this case, embodiment The implementations of CT 700 and the comparative example CT 800 are samples obtained using the same conditions for the content of constituent components and technological conditions in the process of obtaining material 1 for hot stamping, but using different coiling temperature (CT) as the only variable.
[92][92]
[93] В частности, вариант реализации СТ 700 представляет собой образец, полученный горячей штамповкой материала 1 для горячей штамповки, который был получен с использованием температуры сматывания в рулон СТ 700°С, а сравнительный пример СТ 800 представляет собой образец, полученный горячей штамповкой материала 1 для горячей штамповки, который был получен с использованием температуры сматывания в рулон (СТ) 800°С.[93] Specifically, embodiment CT 700 is a hot stamped sample of hot stamping material 1 that was produced using a CT coiling temperature of 700°C, and comparative example CT 800 is a hot stamped sample of material 1 for hot stamping, which was obtained using a coiling temperature (CT) of 800°C.
[94] На фиг.4 представлен график, демонстрирующий прочность при растяжении и напряжение при изгибе, измеренные для варианта реализации СТ 700 и сравнительного примера СТ 800.[94] FIG. 4 is a graph showing tensile strength and flexural stress measured for the CT 700 embodiment and the CT 800 comparative example.
[95] Как показано на фиг.4, в случае прочности при растяжении, прочность при растяжении варианта реализации СТ 700 была больше, чем прочность при растяжении сравнительного примера СТ 800. Даже в том случае, когда напряжение при изгибе ухудшало характеристики ударопрочности, напряжение при изгибе варианта реализации СТ 700 было улучшено по сравнению с напряжением при изгибе сравнительного примера СТ 800.[95] As shown in FIG. 4, in the case of tensile strength, the tensile strength of the CT 700 embodiment was greater than the tensile strength of the comparative example CT 800. Even in the case where the bending stress deteriorated the impact resistance performance, the tensile strength The flexural stress of the CT 700 embodiment was improved compared to the flexural stress of the comparative example CT 800.
[96] Как показано ниже в таблице 2, это обусловлено тем, что в случае варианта реализации СТ 700 количество осадка мелкозернистых выделений 20 увеличивалось, и способность к улавливанию водорода, соответственно, улучшалась по сравнению со сравнительным примером СТ 800.[96] As shown below in Table 2, this is due to the fact that in the case of the CT 700 embodiment, the amount of fine sediment 20 was increased and the hydrogen capture capacity was correspondingly improved compared to the comparative example CT 800.
[97] Ниже в таблице 2 показаны измеренные значения равновесного количества осадка и количества активированного водорода для варианта реализации СТ 700 и сравнительного примера СТ 800, а также результаты испытания на коррозию под напряжением изогнутой балки, проведенного для варианта реализации СТ 700 и сравнительного примера СТ 800. В данном случае равновесное количество осадка относится к наибольшему количеству выделений, которые могут выпадать в осадок при термодинамическом достижении равновесия, и чем больше равновесное количество осадка, тем больше количество выпавших в осадок выделений. Кроме того, количество активированного водорода относится к количеству водорода за исключением водорода, захваченного мелкозернистыми выделениями 20, относительно всего водорода, включенного в стальной лист 10.[97] Table 2 below shows the measured values of the equilibrium sludge amount and the amount of activated hydrogen for the CT 700 implementation and the CT 800 comparative example, as well as the results of a curved beam stress corrosion test conducted for the CT 700 embodiment and the CT 800 comparative example. .In this case, the equilibrium amount of sediment refers to the largest amount of precipitates that can precipitate when thermodynamic equilibrium is reached, and the greater the equilibrium amount of sediment, the greater the amount of precipitation that precipitates. Moreover, the amount of activated hydrogen refers to the amount of hydrogen excluding the hydrogen captured in the fine particles 20 relative to the total hydrogen included in the steel sheet 10.
[98] Количество активированного водорода, как описано выше, может быть измерено методом термодесорбционной спектроскопии. В частности, при нагревании образца с заданной скоростью нагревания для повышения его температуры может быть измерено количество водорода, высвободившегося из образца при температуре, которая ниже или равна определенной температуре. В данном случае водород, высвободившийся из образца при температуре, которая ниже или равна определенной температуре, можно понимать как активный водород, который не был захвачен и влияет на замедленное водородное растрескивание, относительно всего водорода, включенного в образец.[98] The amount of activated hydrogen, as described above, can be measured by thermal desorption spectroscopy. Specifically, by heating a sample at a given heating rate to increase its temperature, the amount of hydrogen released from the sample at a temperature that is less than or equal to a certain temperature can be measured. In this case, hydrogen released from the sample at a temperature that is less than or equal to a certain temperature can be understood as active hydrogen that has not been captured and affects delayed hydrogen cracking, relative to the total hydrogen included in the sample.
[97][97]
[100] В представленной выше таблице 2 показаны результаты 4-точечного испытания на изгиб, которое проводили на образцах, соответственно, имеющих различное равновесное количество осадка мелкозернистых выделений и количество активированного водорода, измеренное методом термодесорбционной спектроскопии.[100] Table 2 above shows the results of a 4-point bending test which was carried out on samples having, respectively, different equilibrium amounts of fine precipitates and amounts of activated hydrogen measured by thermal desorption spectroscopy.
[101] В данном случае 4-точечное испытание на изгиб относится к методу испытания для проверки того, возникают ли трещины при коррозии под напряжением, если образец, полученный посредством воспроизведения состояния воздействия на образец коррозионной среды, подвержен действию напряжения, меньшего или равного пределу упругости в конкретной точке. В данном случае трещина при коррозии под напряжением относится к трещине, возникающей при одновременном действии коррозии и непрерывной растягивающей нагрузки.[101] Here, 4-point bending test refers to a test method for checking whether stress corrosion cracks occur when a sample obtained by simulating the state of the sample being exposed to a corrosive environment is subjected to a stress less than or equal to the elastic limit at a specific point. In this case, a stress corrosion crack refers to a crack that occurs under the simultaneous action of corrosion and continuous tensile load.
[102] В частности, результаты 4-точечного испытания на изгиб, представленные в таблице 2, получены в результате проверки того, возникают ли трещины при воздействии на каждый образец напряжения, составляющего 1200 МПа, в течение 100 часов на воздухе. Кроме того, измеряли количество активированного водорода, используя метод термодесорбционной спектроскопии, и оно представляет собой значение, полученное при измерении количества водорода, выделившегося из образца при температуре менее или ровно 350°С, при повышении температуры от комнатной температуры до 500°С со скоростью нагрева 20°С/мин для каждого образца.[102] Specifically, the 4-point bending test results shown in Table 2 were obtained by testing whether cracks occurred when each specimen was subjected to a stress of 1200 MPa for 100 hours in air. In addition, the amount of activated hydrogen was measured using the thermal desorption spectroscopy method, and it represents the value obtained by measuring the amount of hydrogen released from the sample at a temperature less than or exactly 350°C, when the temperature was increased from room temperature to 500°C at a heating rate 20°C/min for each sample.
[103] Как показано выше в таблице 2, в случае равновесного количества мелкозернистых выделений 20, измеренное равновесное количество выделений для варианта реализации СТ 700 составляло 0,040% мас., а измеренное равновесное количество выделений для сравнительного примера СТ 800 составляло 0,029% мас. Иными словами, вариант реализации СТ 700 может обеспечивать большее количество сайтов улавливания водорода благодаря образованию более мелкозернистых выделений 20, чем сравнительный пример СТ 800.[103] As shown above in Table 2, in the case of an equilibrium fines amount of 20, the measured equilibrium amount of precipitates for the CT 700 embodiment was 0.040 wt%, and the measured equilibrium amount of precipitates for the comparative example CT 800 was 0.029 wt%. In other words, the CT 700 embodiment may provide more hydrogen capture sites by producing finer precipitates 20 than the CT 800 comparative example.
[104] Что касается результатов 4-точечного испытания на изгиб, вариант реализации СТ 700 не был подвержен растрескиванию, а в сравнительном примере СТ 800 наблюдали образование трещин. Кроме того, что касается количества активированного водорода, то измеренное количество активированного водорода в варианте реализации СТ 700 составляло примерно 0,453 мас. м.д., а измеренное количество активированного водорода в сравнительном примере СТ 800 составляло примерно 0,550 мас. м.д. В этом отношении вариант реализации СТ 700, содержащий относительно меньшее количество активированного водорода, не был подвержен растрескиванию, а сравнительный пример СТ 800, содержащий относительно большее количество активированного водорода, демонстрировал растрескивание. Это может означать, что вариант реализации СТ 700 имеет улучшенные характеристики замедленного водородного растрескивания, чем сравнительный пример СТ 800.[104] Regarding the results of the 4-point bending test, the CT 700 embodiment was not susceptible to cracking, while the CT 800 comparative example was observed to develop cracks. In addition, regarding the amount of activated hydrogen, the measured amount of activated hydrogen in the CT 700 embodiment was approximately 0.453 wt. ppm, and the measured amount of activated hydrogen in the comparative example ST 800 was approximately 0.550 wt. m.d. In this regard, the CT 700 embodiment containing a relatively lower amount of activated hydrogen did not exhibit cracking, while the comparative example CT 800 containing a relatively higher amount of activated hydrogen exhibited cracking. This may indicate that the CT 700 embodiment has improved delayed hydrogen cracking characteristics than the CT 800 comparative example.
[105] Иными словами, в варианте реализации СТ 700 количество осадка мелкозернистых выделений 20 увеличивалось по сравнению со сравнительным примером СТ 800 и, соответственно, уменьшалось количество активированного водорода. Это означает, что количество водорода, захваченного в варианте реализации СТ 700, увеличивалось по сравнению со сравнительным примером СТ 800 и, следовательно, это может означать улучшение характеристик замедленного водородного растрескивания.[105] In other words, in the ST 700 embodiment, the amount of fine-grained precipitate 20 increased compared to the comparative example ST 800 and, accordingly, the amount of activated hydrogen decreased. This means that the amount of hydrogen trapped in the CT 700 embodiment was increased compared to the CT 800 comparative example and therefore this may indicate an improvement in delayed hydrogen cracking performance.
[106] Фиг. 5А и 5В, соответственно, представляют собой изображения, демонстрирующие результаты проведения 4-точечного испытания на изгиб варианта реализации СТ 700 и сравнительного примера СТ 800.[106] FIG. 5A and 5B, respectively, are images showing the results of a 4-point bend test of an embodiment of the CT 700 and a comparative example of the CT 800.
[107] В частности, на фиг.5А представлены результаты проведения 4-точечного испытания на изгиб варианта реализации СТ 700, а фиг.5В соответствует результатам проведения 4-точечного испытания на изгиб сравнительного примера СТ 800 при использовании таких же условий, как для варианта реализации СТ 700.[107] In particular, FIG. 5A shows the results of a 4-point bend test on an embodiment of the CT 700, and FIG. 5B shows the results of a 4-point bend test on a comparative example CT 800 using the same conditions as the embodiment implementation of ST 700.
[108] Как показано на фиг.5А и 5В, в случае варианта реализации СТ 700 образец не был подвержен растрескиванию по результатам 4-точечного испытания на изгиб, а в случае сравнительного примера СТ 800 образец демонстрировал растрескивание.[108] As shown in FIGS. 5A and 5B, in the case of the CT 700 embodiment, the sample did not exhibit cracking in the 4-point bend test, but in the case of the CT 800 comparative example, the sample exhibited cracking.
[109] Это указывает на то, что вариант реализации СТ 700 на фиг.5А представляет собой образец, полученный горячей штамповкой материала 1 для горячей штамповки, который был получен с использованием температуры сматывания в рулон (СТ) 700°С, в котором мелкозернистые выделения 20, имеющие диаметр менее или ровно 0,01 мкм, были образованы в количестве более или ровно 23000 и менее или ровно 29000 на единицу площади (100 мкм2), а среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20 составляло более или ровно 0,15 мкм и менее или ровно 0,4 мкм. Соответственно, в варианте реализации СТ 700 характеристики замедленного водородного растрескивания были улучшены благодаря эффективному распределению и улавливанию водорода, внедренного в стальной лист 10, и были улучшены характеристики прочности при растяжении и характеристики при изгибе.[109] This indicates that the embodiment CT 700 in FIG. 5A is a hot stamping sample of the hot stamping material 1, which was produced using a coiling temperature (CT) of 700°C, in which fine-grained precipitates 20 having a diameter of less than or exactly 0.01 µm were formed in quantities greater than or exactly 23,000 or less or exactly 29,000 per unit area (100 µm 2 ), and the average distance between fine-grained precipitates 20 was more than or exactly 0.15 µm and less than or exactly 0.4 microns. Accordingly, in the CT 700 embodiment, the delayed hydrogen cracking performance was improved due to the efficient distribution and trapping of hydrogen embedded in the steel sheet 10, and the tensile strength performance and flexural performance were improved.
[110] Напротив, сравнительный пример СТ 800 на фиг.5В представляет собой образец, полученный горячей штамповкой материала 1 для горячей штамповки, который был получен с использованием температуры сматывания в рулон 800°С. Количество осадка мелкозернистых выделений 20 было недостаточным, а диаметр мелкозернистых выделений 20 был более крупным, что увеличивает вероятность создания внутреннего давления вследствие связывания водорода. Соответственно, в сравнительном примере СТ 800 водород, внедренный в стальной лист 10, не был эффективно диспергирован и захвачен, а прочность при растяжении, характеристики при изгибе и характеристики замедленного водородного растрескивания были снижены.[110] In contrast, Comparative Example CT 800 in FIG. 5B is a hot stamping sample of hot stamping material 1 that was produced using a coiling temperature of 800°C. The amount of fine precipitate 20 sediment was insufficient, and the diameter of the fine precipitate 20 was larger, which increases the likelihood of internal pressure being generated due to hydrogen binding. Accordingly, in the comparative example CT 800, hydrogen embedded in the steel sheet 10 was not effectively dispersed and captured, and the tensile strength, flexural properties and delayed hydrogen cracking characteristics were reduced.
[111] Иными словами, несмотря на то, что материал 1 для горячей штамповки был получен из одних и тех же компонентов, разная температура сматывания в рулон (СТ) обусловливает различия прочности, сгибаемости и характеристик замедленного водородного растрескивания материала 1 для горячей штамповки после процесса горячей штамповки. Это обусловлено различием характеристик осаждения мелкозернистых выделений 20 в зависимости от температуры сматывания в рулон (СТ). Таким образом, при использовании условий по содержанию составных компонентов и технологических условий в соответствии с вышеописанными иллюстративными вариантами реализации может быть обеспечена высокая прочность, и могут быть улучшены характеристики сгибаемости и замедленного водородного растрескивания.[111] In other words, although the hot stamping material 1 was produced from the same components, the different coiling temperature (CT) causes differences in the strength, bendability and delayed hydrogen cracking characteristics of the hot stamping material 1 after the process hot stamping. This is due to the difference in the deposition characteristics of fine-grained precipitates 20 depending on the reeling temperature (CT). Thus, by using the constituent content conditions and processing conditions in accordance with the above-described exemplary embodiments, high strength can be achieved, and bendability and hydrogen cracking retardation properties can be improved.
[112] В представленной ниже таблице 3 для множества образцов показаны числовые значения прочности при растяжении, сгибаемости и характеристик замедленного водородного растрескивания в соответствии с различными характеристиками осаждения мелкозернистых выделений 20. В частности, в таблице 3 для множества показаны измеренные значения характеристик осаждения (количество мелкозернистых выделений 20, среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями 20, диаметр мелкозернистых выделений 20 и т.п.) и измеренные значения характеристик (прочности при растяжении, сгибаемости и количества активированного водорода) после горячей штамповки.[112] Table 3 below shows numerical values of tensile strength, bendability, and delayed hydrogen cracking characteristics for a variety of samples according to various fines deposition characteristics 20. Specifically, Table 3 shows for a variety the measured values of deposition characteristics (number of fines precipitates 20, average distance between fine-grained precipitates 20, diameter of fine-grained precipitates 20, etc.) and measured values of characteristics (tensile strength, bendability and amount of activated hydrogen) after hot stamping.
[113] Каждый из множества образцов нагревали до температуры выше или ровно Ас3 (температуры, при которой происходит превращение феррита в аустенит) и охлаждали до температуры менее или ровно 300°С со скоростью охлаждения более или ровно 30°С/с, а затем измеряли прочности при растяжении, сгибаемость и количество активированного водорода.[113] Each of a number of samples was heated to a temperature greater than or exactly Ac3 (the temperature at which the transformation of ferrite to austenite occurs) and cooled to a temperature of less than or exactly 300°C with a cooling rate greater than or exactly 30°C/s, and then measured tensile strength, bendability and amount of activated hydrogen.
[114] В данном случае прочность при растяжении и количество активированного водорода измеряют на основании 4-точечного испытания на изгиб и метода термодесорбционной спектроскопии, описанных выше, а сгибаемость определяют посредством измерения V-образного угла изгиба в соответствии с методом VDA238-100, который является стандартом компании Verband Der Automobilindustrie (VDA).[114] Here, the tensile strength and the amount of activated hydrogen are measured based on the 4-point bending test and the thermal desorption spectroscopy method described above, and the bendability is determined by measuring the V-bending angle in accordance with the VDA238-100 method, which is standard of the Verband Der Automobilindustrie (VDA).
[115] Кроме того, измеряли характеристики осаждения мелкозернистых выделений (количество мелкозернистых выделений, среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями, диаметр мелкозернистых выделений и т.п.) с помощью анализа изображения, полученного методом ПЭМ, описанным выше. Кроме того, характеристики осаждения мелкозернистых выделений измеряли посредством измерения характеристик осаждения мелкозернистых выделений для некоторых областей, имеющих площадь 0,5 мкм * 0,5 мкм, и пересчета характеристик осаждения на единицу площади (100 мкм).[115] In addition, the deposition characteristics of fines (number of fines, average distance between fines, diameter of fines, etc.) were measured by analyzing the TEM image described above. In addition, the deposition characteristics of fine particles were measured by measuring the deposition characteristics of fine particles for some areas having an area of 0.5 μm * 0.5 μm and converting the deposition characteristics per unit area (100 μm).
[116][116]
[117] В представленной выше таблице 3 для образцов A T указаны измеренные значения характеристик осаждения мелкозернистых выделений (количество мелкозернистых выделений, среднее расстояние между мелкозернистыми выделениями, диаметр мелкозернистых выделений и т.п.) и измеренные значения характеристик (прочности при растяжении, сгибаемости и количества активированного водорода) после горячей штамповки.[117] Table 3 above shows the measured values of fine precipitate deposition properties (number of fine precipitates, average distance between fine precipitates, diameter of fine granules, etc.) and the measured values of fine precipitate deposition properties (tensile strength, bendability, and quantity) for A T samples. activated hydrogen) after hot stamping.
[118] Образцы А - J в таблице 3 выше представляют собой образцы, полученные горячей штамповкой материала 1 для горячей штамповки, который был получен посредством операций S100 - S600 с использованием вышеописанных технологических условий и получением заготовки, удовлетворяющей вышеописанным условиям по содержанию составных компонентов (см. таблицу 1). Иными словами, образцы А - J представляют собой образцы, удовлетворяющие условиям характеристик осаждения мелкозернистых выделений 20, описанных выше. В частности, образцы А - J удовлетворяют условиям характеристик осаждения, при которых в стальном листе 10 образуются мелкозернистые выделения 20 в количестве более или ровно 25000 штук/100 мкм2 и менее или ровно 30000 штук/100 мкм2, со средним диаметром всех мелкозернистых выделений менее или ровно 0,006 мкм и средним расстоянием между всеми мелкозернистыми выделениями более или ровно 0,15 мкм и менее или ровно 0,4 мкм. Кроме того, более или ровно 90% мелкозернистых выделений 20, образовавшихся в стальном листе 10, имеют диаметр менее или ровно 0,01 мкм, а количество мелкозернистых выделений 20, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, составляет более или ровно 23000 штук/100 мкм2 и менее или ровно 29000 штук/100 мкм2. Кроме того, более или ровно 60% мелкозернистых выделений 20, образованных в стальном листе 10, имеют диаметр менее или ровно 0,005 мкм.[118] Samples A - J in Table 3 above are samples obtained by hot stamping of the hot stamping material 1, which was obtained through operations S100 - S600 using the above-described process conditions and obtaining a workpiece satisfying the above-described conditions for the content of constituent components (see Table 1). In other words, samples A - J are samples that satisfy the conditions of the deposition characteristics of fine-grained precipitates 20 described above. In particular, samples A - J satisfy the conditions of deposition characteristics in which fine-grained precipitates 20 are formed in the steel sheet 10 in an amount of more than or exactly 25,000 pieces/100 μm 2 or less or exactly 30,000 pieces/100 μm 2 , with an average diameter of all fine-grained precipitates less than or exactly 0.006 µm and the average distance between all fine-grained precipitates is more than or exactly 0.15 µm and less than or exactly 0.4 µm. In addition, more than or exactly 90% of the fine-grained precipitates 20 formed in the steel sheet 10 have a diameter of less than or exactly 0.01 µm, and the number of fine-grained precipitates 20 having a diameter of less than or exactly 0.01 µm is more than or exactly 23,000 pieces /100 microns 2 and less or exactly 29,000 pieces/100 microns 2 . In addition, more than or exactly 60% of the fine-grained precipitates 20 formed in the steel sheet 10 have a diameter of less than or exactly 0.005 μm.
[119] Образцы А - J согласно настоящему изобретению, удовлетворяющие условиям характеристик осаждения, описанным выше, имеют улучшенную прочность при растяжении, сгибаемость и характеристики замедленного водородного растрескивания. В частности, в образцах A - J прочность при растяжении после горячей штамповки составляла более или ровно 1680 МПа, сгибаемость после горячей штамповки составляла более или ровно 40°, а количество активированного водорода после горячей штамповки составляло менее или ровно 0,5 мас. м.д.[119] Specimens A to J of the present invention satisfying the deposition performance conditions described above have improved tensile strength, bendability, and delayed hydrogen cracking characteristics. Specifically, in samples A to J, the tensile strength after hot stamping was more than or exactly 1680 MPa, the bendability after hot stamping was more than or exactly 40°, and the amount of activated hydrogen after hot stamping was less than or exactly 0.5 wt. m.d.
[120] В отличие от них, образцы K - Т представляют собой образцы, которые не соответствуют по меньшей мере некоторым условиям характеристик осаждения мелкозернистых выделений, описанных выше, и имеют более низкие характеристики прочности при растяжении, сгибаемости и/или замедленного водородного растрескивания, чем образцы A - J.[120] In contrast, the K - T samples are samples that do not meet at least some of the fine precipitate deposition characteristics described above and have lower tensile strength, bendability, and/or delayed hydrogen cracking characteristics than samples A - J.
[121] В случае образца K количество мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, составляло 22998. Это меньше нижнего предела условия по количеству мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм. Соответственно, прочность при растяжении образца К составляла лишь 1671 МПа, что является относительно низким значением.[121] In the case of sample K, the number of fine precipitates having a diameter less than or exactly 0.01 µm was 22998. This is less than the lower limit of the condition for the number of fine precipitates having a diameter less than or exactly 0.01 µm. Accordingly, the tensile strength of sample K was only 1671 MPa, which is a relatively low value.
[122] В случае образца L количество всех мелкозернистых выделений составляло 24999, а количество мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, составляло 22874. Они меньше нижнего предела условия по количеству всех мелкозернистых выделений и нижнего предела условия по количеству мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, соответственно. Таким образом, прочность при растяжении образца L составляла лишь 1664 МПа, что является относительно низким значением.[122] In the case of sample L, the number of total fines was 24999, and the number of fines having a diameter less than or exactly 0.01 μm was 22874. These are less than the lower limit of the condition for the number of all fines and the lower limit of the condition for the number of fines , having a diameter less than or exactly 0.01 µm, respectively. Therefore, the tensile strength of sample L was only 1664 MPa, which is a relatively low value.
[123] В случае образца М количество мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, составляло 29005. Это выше верхнего предела условия по количеству мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм. Соответственно, сгибаемость образца М составляла лишь 37°, что является относительно низким значением.[123] In the case of sample M, the number of fine-grained precipitates having a diameter of less than or exactly 0.01 μm was 29005. This is above the upper limit of the condition for the number of fine-grained precipitates having a diameter of less than or exactly 0.01 μm. Accordingly, the bendability of sample M was only 37°, which is a relatively low value.
[124] В случае образца N количество всех мелкозернистых выделений составляло 30009. Это выше верхнего предела условия по количеству всех мелкозернистых выделений. Соответственно, сгибаемость образца N составляла лишь 35°, что является относительно низким значением.[124] In the case of sample N, the number of all fine-grained precipitates was 30009. This is above the upper limit of the condition for the number of all fine-grained precipitates. Accordingly, the bendability of sample N was only 35°, which is a relatively low value.
[125] В случае образца О средний диаметр всех мелкозернистых выделений составлял 0,0071 мкм. Это выше верхнего предела условия по верхнему диаметру всех мелкозернистых выделений. Соответственно, измеренное количество активированного водорода в образце О составляло 0,505 мас. м.д., что является относительно высоким значением и, следовательно, характеристики замедленного водородного растрескивания относительно ухудшены.[125] In the case of sample O, the average diameter of all fine-grained precipitates was 0.0071 μm. This is above the upper limit of the condition for the upper diameter of all fine-grained precipitates. Accordingly, the measured amount of activated hydrogen in sample O was 0.505 wt. ppm, which is a relatively high value and therefore the delayed hydrogen cracking performance is relatively deteriorated.
[126] В случае образца Р доля мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,01 мкм, составляет 89,8%. Это меньше нижнего предела условия содержания мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,005 мкм. Соответственно, измеренное количество активированного водорода в образце Р составляло 0,514 мас. м.д., что является относительно высоким значением и, следовательно, характеристики замедленного водородного растрескивания относительно ухудшены.[126] In the case of sample P, the proportion of fine-grained precipitates having a diameter less than or exactly 0.01 μm is 89.8%. This is less than the lower limit for containing fine-grained precipitates having a diameter of less than or exactly 0.005 microns. Accordingly, the measured amount of activated hydrogen in sample P was 0.514 wt. ppm, which is a relatively high value and therefore the delayed hydrogen cracking performance is relatively deteriorated.
[127] В случае образца Q доля мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,005 мкм, составляет 59,9%. Это меньше нижнего предела условия содержания мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,005 мкм. Соответственно, измеренное количество активированного водорода в образце Q составляло 0,502 мас. м.д., что является относительно высоким значением и, следовательно, характеристики замедленного водородного растрескивания относительно ухудшены.[127] In the case of sample Q, the proportion of fine-grained precipitates having a diameter less than or exactly 0.005 μm is 59.9%. This is less than the lower limit for containing fine-grained precipitates having a diameter of less than or exactly 0.005 microns. Accordingly, the measured amount of activated hydrogen in sample Q was 0.502 wt. ppm, which is a relatively high value and therefore the delayed hydrogen cracking performance is relatively deteriorated.
[128] В случае образца R доля мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,005 мкм, составляет 59,7%. Это меньше нижнего предела условия содержания мелкозернистых выделений, имеющих диаметр менее или ровно 0,005 мкм. Соответственно, измеренное количество активированного водорода в образце R составляло 0,504 мас. м.д., что является относительно высоким значением и, следовательно, характеристики замедленного водородного растрескивания относительно ухудшены.[128] In the case of sample R, the proportion of fine-grained precipitates having a diameter less than or exactly 0.005 μm is 59.7%. This is less than the lower limit for containing fine-grained precipitates having a diameter of less than or exactly 0.005 microns. Accordingly, the measured amount of activated hydrogen in sample R was 0.504 wt. ppm, which is a relatively high value and therefore the delayed hydrogen cracking performance is relatively deteriorated.
[129] В случае образца S среднее расстояние между всеми мелкозернистыми выделениями составляло 0,14 мкм. Это меньше нижнего предела условия по среднему расстоянию для всех мелкозернистых выделений. Соответственно, сгибаемость образца S составляла лишь 38°, что является относительно низким значением.[129] In the case of sample S, the average distance between all fine-grained precipitates was 0.14 μm. This is less than the lower limit of the average distance condition for all fine-grained precipitates. Accordingly, the bendability of sample S was only 38°, which is a relatively low value.
[130] В случае образца Т среднее расстояние между всеми мелкозернистыми выделениями составляло 0,41 мкм. Это выше верхнего предела условия по среднему расстоянию для всех мелкозернистых выделений. Соответственно, прочность при растяжении образца Т составляла лишь 1678 МПа, что является относительно низким значением.[130] In the case of sample T, the average distance between all fine-grained precipitates was 0.41 μm. This is above the upper limit of the average distance condition for all fine-grained precipitates. Accordingly, the tensile strength of sample T was only 1678 MPa, which is a relatively low value.
[131] Таким образом, материал 1 для горячей штамповки, который получают способом получения материала для горячей штамповки с использованием условий по содержанию составных компонентов и технологических условий согласно настоящему изобретению, описанных выше, удовлетворяет условиям характеристик осаждения мелкозернистых выделений 20, описанным выше, после горячей штамповки. Продукт горячей штамповки, удовлетворяющий условиям осаждения мелкозернистых выделений 20, описанным выше, имеет улучшенную прочность при растяжении, сгибаемость и характеристики замедленного водородного растрескивания.[131] Therefore, the hot stamping material 1, which is produced by the hot stamping material production method using the constituent content conditions and process conditions of the present invention described above, satisfies the conditions of the deposition characteristics of fine precipitates 20 described above after hot stamping. stamping. The hot stamping product satisfying the fine precipitate deposition conditions 20 described above has improved tensile strength, bendability, and delayed hydrogen cracking characteristics.
[132] Следует понимать, что иллюстративные варианты реализации, описанные в настоящем документе, следует рассматривать лишь в описательном смысле, а не в качестве ограничения. Описание признаков или аспектов в каждом иллюстративном варианте реализации обычно следует рассматривать как применимое для всех подобных признаков или аспектов в других вариантах реализации. Несмотря на то, что один или более иллюстративных вариантов реализации описаны со ссылкой на графические материалы, специалистам в данной области техники следует понимать, что в их отношении могут быть сделаны различные изменения по форме и деталям, без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.[132] It should be understood that the illustrative embodiments described herein are to be considered in a descriptive sense only and not in a limiting manner. The description of features or aspects in each illustrative embodiment should generally be considered to apply to all similar features or aspects in other embodiments. Although one or more illustrative embodiments have been described with reference to the drawings, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therewith without departing from the spirit and scope of the present invention as defined the attached claims.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2020-0111293 | 2020-09-01 | ||
| KR10-2021-0042812 | 2021-04-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816590C1 true RU2816590C1 (en) | 2024-04-02 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466210C2 (en) * | 2008-04-22 | 2012-11-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Steel plate with metal coating and method used for hot forming of steel plate with metal coating |
| RU2469102C2 (en) * | 2007-02-23 | 2012-12-10 | Тата Стил Эймейден Б.В. | Method of thermomechanical shaping of finished product with very high strength, and product produced in such way |
| RU2557114C2 (en) * | 2011-03-09 | 2015-07-20 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Steel plate to be used in hot forming, method for its obtaining and method for obtaining high-strength part |
| RU2581333C2 (en) * | 2012-01-13 | 2016-04-20 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Hot-stamp steel and method of its production |
| KR20180133508A (en) * | 2016-05-25 | 2018-12-14 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Plated steel sheet and manufacturing method thereof |
| KR20200036248A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 현대제철 주식회사 | Hot stamping product and method of manufacturing the same |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469102C2 (en) * | 2007-02-23 | 2012-12-10 | Тата Стил Эймейден Б.В. | Method of thermomechanical shaping of finished product with very high strength, and product produced in such way |
| RU2466210C2 (en) * | 2008-04-22 | 2012-11-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Steel plate with metal coating and method used for hot forming of steel plate with metal coating |
| RU2557114C2 (en) * | 2011-03-09 | 2015-07-20 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Steel plate to be used in hot forming, method for its obtaining and method for obtaining high-strength part |
| RU2581333C2 (en) * | 2012-01-13 | 2016-04-20 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Hot-stamp steel and method of its production |
| KR20180133508A (en) * | 2016-05-25 | 2018-12-14 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Plated steel sheet and manufacturing method thereof |
| KR20200036248A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 현대제철 주식회사 | Hot stamping product and method of manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10570475B2 (en) | High-strength steel sheet and production method for same, and production method for high-strength galvanized steel sheet | |
| JP6306711B2 (en) | Martensitic steel with delayed fracture resistance and manufacturing method | |
| JP5447741B1 (en) | Steel plate, plated steel plate, and manufacturing method thereof | |
| KR20130135348A (en) | High-strength cold-rolled steel sheet with highly even stretchabilty and excellent hole expansibility, and process for producing same | |
| US20170204490A1 (en) | High-strength steel sheet and production method for same, and production method for high-strength galvanized steel sheet | |
| JP6750772B1 (en) | Hot-dip galvanized steel sheet and method for producing the same | |
| KR20170107057A (en) | High-strength cold-rolled steel plate and method for producing same | |
| WO2020209276A1 (en) | Steel sheet and method for producing same | |
| US20140295210A1 (en) | High strength hot rolled steel sheet and method for producing the same | |
| KR101892526B1 (en) | High-carbon hot-rolled steel sheet and method for manufacturing the same | |
| US11326226B2 (en) | Material for hot stamping and method for manufacturing the same | |
| KR20210137168A (en) | Steel plate and its manufacturing method | |
| JP6769576B1 (en) | High-strength galvanized steel sheet and its manufacturing method | |
| US11434542B2 (en) | High-carbon hot-rolled steel sheet and method for producing the same | |
| WO2016157257A1 (en) | High-strength steel sheet and production method therefor | |
| JP4113036B2 (en) | Strain-age-hardening-type steel sheet excellent in elongation resistance at room temperature, slow aging at room temperature, and low-temperature bake-hardening characteristics, and a method for producing the same | |
| RU2816590C1 (en) | Material for hot forming and method of its production | |
| US11898218B2 (en) | Material for hot stamping and method for manufacturing the same | |
| RU2813591C1 (en) | Material for hot stamping and method for its obtaining | |
| JP5034296B2 (en) | Hot-rolled steel sheet with excellent strain age hardening characteristics and method for producing the same | |
| CN114466946B (en) | Material for hot stamping and manufacturing method thereof | |
| US20230265538A1 (en) | Material for hot stamping and method of manufacturing the same | |
| JP5988000B1 (en) | High strength steel plate and manufacturing method thereof | |
| JP2023547090A (en) | High-strength steel plate with excellent thermal stability and its manufacturing method | |
| JP2005036247A (en) | Strain age hardening type steel sheet excellent in cold non-aging property, and its production method |