[发明专利]钢材及冲击吸收构件

说明书

技术领域

本发明涉及钢材及冲击吸收构件。具体来讲，本发明涉及冲击荷重负荷时的裂纹的产生得到抑制、且有效流动应力高的冲击吸收构件，以及适合作为其原材的钢材。

背景技术

近年来，从保护地球环境的观点出发，作为用于降低汽车的CO₂排放量的一个方法，寻求汽车车体的轻质化，指向了汽车用钢材的高强度化。这是由于通过提高钢材的强度，可以实现汽车用钢材的薄壁化。另一方面，针对汽车的冲击安全性提高的社会性要求也日益增高。因此，不仅仅是钢材的高强度化，还期待开发出行驶中碰撞时的耐冲击性也优异的钢材。

在此，碰撞时汽车用钢材的各部位以数十(s^-1)以上的高变形速度受到形变，因此要求动态强度特性优异的高强度钢材。作为这种高强度钢材，已知有静动差(静强度与动态强度之差)高的低合金TRIP钢、以及以马氏体为主体的具有第2相的复相组织钢这样的高强度复相组织钢材。

关于低合金TRIP钢，例如专利文献1公开了一种动态变形特性优异的汽车碰撞能量吸收用的形变诱导相变型高强度钢板(TRIP钢板)。

另一方面，关于以马氏体为主体的具有第2相的复相组织钢板，提出下述的方案。

专利文献2公开了一种高强度钢板，其由微小的铁素体晶粒构成，结晶粒径在1.2μm以下的纳米晶粒的平均粒径ds与结晶粒径超过1.2μm的微晶粒的平均结晶粒径dL满足dL/ds≥3的关系，强度和延展性平衡优异、且静动差在170MPa以上。

专利文献3公开了一种静动比高的钢板，其由平均粒径在3μm以下的马氏体和平均粒径在5μm以下的马氏体的2相组织构成。

专利文献4公开了一种冲击吸收特性优异的冷轧钢板，其含有75％以上的平均粒径在3.5μm以下的铁素体相，其余由回火马氏体构成。

专利文献5公开了一种冷轧钢板，为加预应变后由铁素体和马氏体构成的2相组织，其5×10²～5×10³/s的应变速度下的静动差在60MPa以上。

专利文献6公开了一种仅由85％以上的贝氏体和马氏体等的硬质相构成的耐冲击特性优异的高强度热轧钢板。

〔在先技术文献〕

〔专利文献〕

专利文献1：日本特开平11-80879号公报

专利文献2：日本特开2006-161077号公报

专利文献3：日本特开2004-84074号公报

专利文献4：日本特开2004-277858号公报

专利文献5：日本特开2000-17385号公报

专利文献6：日本特开平11-269606号公报

发明内容

然而，作为以往的冲击吸收构件原材的钢材存在下面这样的问题。即，为了提高冲击吸收构件(以下也简称“构件”)的冲击吸收能量，作为冲击吸收构件原材的钢材(以下也简称“钢材”)的高强度化是必需的。

但是，在《塑性和加工》(「塑性と加工」)第46巻第534号641～645页中公开了决定冲击吸收能量的平均荷重(F_ave)由F_ave∝(σY·t²)/4给出，其中

σY：有效流动应力

t：板厚

由此可理解，冲击吸收能量很大程度依赖于钢材的板厚。因此，单纯使钢材高强度化，对于使冲击吸收构件兼顾薄壁化和高冲击吸收性能是存在限度的。

此外，例如在国际公开第2005/010396号小册子、国际公开第2005/010397号小册子、以及国际公开第2005/010398号小册子中公开的那样，冲击吸收构件的冲击吸收能量也很大程度地依赖于其形状。因此，通过以使塑性变形功增加的方式对冲击吸收构件的形状进行最优化，有可能能够飞跃性地提高冲击吸收构件的冲击吸收能量，达到仅通过钢材高强度化所无法达到的水平。

然而，即使以使塑性变形功增大的方式对冲击吸收构件形状进行了最优化，若钢材不具有能耐得住该塑性变形功的变形能力，在所设想的塑性变形完成之前，冲击吸收构件就早早发生裂纹。如果这样的话，无法增大塑性变形功，不能飞跃性地提高冲击吸收能量。此外，如果冲击吸收构件较早发生裂纹，则可能招致对与该冲击吸收构件相邻配置的其它构件造成损伤等非预期的事态。