[发明专利]用于加压硬化钢的方法

说明书

本发明涉及权利要求1前序所述的一种用于加压硬化钢的方法。

钢的加压硬化是自20世纪70年代已公知的技术。在该方法中，具有与加压硬化方法相匹配的合金组成的钢板坯被加热到允许奥氏体化并优选完全奥氏体化的温度。完全奥氏体化通常发生在所谓的AC3点以上，它可以从相应的多物质相图读取并且特别地，还取决于组成。

在加热和完全奥氏体化后，这样的钢以所谓临界硬化速度以上的速度被冷却。这产生充分的马氏体结构，这使钢具有高硬度，特别是高达1500Mpa及以上。

这样的加压硬化钢的硬度本质上由碳含量确定，因为这决定了马氏体硬度。

构成中的其他合金元素本质上与碳共同确定可硬化性；某些元素包括硼影响转化行为，特别是用作所谓的转化-延迟元件。这些转化-延迟元件显著降低温度低于-即使高于临界硬化速度的冷却-完全马氏体结构不再能达到，因此可以在某些情况下用于有利地影响某些工艺参数。

加压硬化中的通常程序是，提供相应的钢，其是被加压硬化的，并以片的形式，从该薄片上切开坯片，可在冷状态下深拉此坯片，然后将其加热，将其插入工具中，并相应地通过与冷却工具各面接触的方式冷却，或加热坯片和在工具中热成型，并同时，以相应的速度冷却它。

在此本质已知的方法中，该冷却速率是由工具或更具体地由加压硬化钢与工具的接触确定。在这方面，低导热率，低热容量，热传递，压制压力，和加压面积百分比，并且冷却介质例如水的流动温度可以影响冷却率，尤其是降低了可实现的冷却率。

在实践中，已被证明，在加压硬化方法中，由于热板从熔炉到加压的转移，尤其还由于片材或坯片的高辐射率(高温辐射行为)，在高温(铁素体)下会发生不希望的扩散控制转换。

也已经能够确定，这些片材在热态下的深拉成形加速了转变，使得在这种情况下，在马氏体形成之前将形成铁素体和贝氏体

本发明的目的是公开一种用于加压硬化钢的方法，其促进和改善了加压硬化过程的控制，使之更具有可重复性。

具有权利要求1的特征的方法能够实现该目的。

有益的修改在从属权利要求中被公开。

然而特别是在加压硬化的初期，仅相对小数量的钢是可用的，因此，系统的几何形状与这些钢相匹配，此后，许多系统已经投入用于加压硬化钢。这样的现有系统具有确定特定工艺参数，如温度，处理时间等的性能。根据本发明，现在有可能使用分类号进行加压硬化钢的简单分类，以便通过分类，有可能估计该钢是否适合于在现有的系统或使用现有的既定的工艺参数加压硬化。

相反，对于现有的所需钢，有可能预先确定某些系统参数，特别是在工具中的冷却速率。

在这方面，预定的分类号和它们的范围可用于考虑系统参数也作为变形应变的函数。

基本上，高的变形应变导致马氏体以降低的速率发生的事实。因此，为了达到所希望的马氏体含量，有可能估计是否以给定的变形应变，相应的硬度仍然可以达到。

特别是，例如，有可能估计在给定的冷却速率下，所用的钢是否适合用于间接加压硬化方法或也适合用于直接加压硬化方法。在间接加压硬化方法中，所述钢是在加压硬化之前成形，使得在加压硬化本身期间，在热态下不发生成型。因此，这样的方法较例如直接加压硬化方法需要更低的加压硬化数，在直接加压硬化方法中，也是在热态下进行成型。

因此，在系统用特定的钢可运行之前有可能减少所需测试的数，特别是，也有可能减少废料产生的量。特别是，有可能知道是否使用给定的工艺参数，钢将以临界范围经受加压硬化，其中所希望的性质在每种部件中不能可靠获得，以便能够有利地从一开始就消除多种可能的误差来源。

根据本发明，为该目的创造加压硬化数。加压硬化数(PHZ)是一种工具，使得可能基于化学组成和在工具中的冷却速率，容易地估计所希望望的充分的马氏体结构是否能够获得。在本公开的上下文中，表述“完全马氏体”应理解为指>90体积％的结构含量，特别是>95体积％的马氏体，及残余的奥氏体，残余的铁素体，和/或贝氏体。

加压硬化数也可以被用来估计现有的与片材厚度(＝冷却速率)相关的工具技术是否足以获得完全马氏体结构。因此，有可能，例如，确定在工具中，是否合金A将产生马氏体，而合金B将产生铁素体和马氏体。

加压硬化数也可以被用来估计对于给定的变形应变为了仍然充分的变成马氏体哪种合金是必须的。

本发明将通过举例的方式结合附图进行说明如下。在附图中：

图1：是多个钢组成的表，示出了每个的加压硬化数；

图2：定性地示出了马氏体形成对变形应变的依赖；