[发明专利]热处理钢材、耐久特性优异的超高强度成型品及其制造方法

说明书

本发明涉及用于汽车用部件等的成型品及其制造方法，目的在于提供可制造耐久特性优异的超高强度成型品的热处理钢材和利用该钢材的耐久特性优异的超高强度成型品及其制造方法。本发明提供一种热处理钢材和利用该钢材的耐久特性优异的超高强度成型品及其制造方法，其中，所述热处理钢材以重量％计包含：C：0.22～0.42％、Si：0.05～0.3％、Mn：1.0～1.5％、Al：0.01～0.1％、P：0.01％以下(包括0)、S：0.005％以下、Mo：0.05～0.3％、Ti：0.01～0.1％、Cr：0.05～0.5％、B：0.0005～0.005％、N：0.01％以下，余量为Fe和其他不可避免的杂质，所述Mn和Si满足以下关系式1，所述Mo/P满足以下关系式2。其中，关系式1：Mn/Si≥5，关系式2：Mo/P≥15。根据本发明，能够提供可制造耐久特性优异的超高强度成型品的热处理钢材和利用该钢材的耐久特性优异的超高强度成型品，因此，有助于用于汽车底盘或车体的热处理型部件的轻量化和耐久寿命的提高。

技术领域

本发明涉及用于汽车用部件等的热处理钢材，更详细地，涉及热处理钢材和利用该钢材的耐久特性优异的超高强度成型品及其制造方法。

背景技术

近年来，随着用于保护汽车乘客的安全法规或保护地球环境的燃油效率标准的加强，汽车刚性的提高和轻量化开始备受关注。

例如，汽车底盘的稳定杆(Stabilizer bar)、管状扭力梁式悬架(Tubulartorsion beam axle)等作为支撑车体的重量并在行驶过程中持续受到疲劳载荷的部件，同时需要刚性和耐久寿命。

但是，近年来因汽车便利部件的利用的增加，车辆的重量开始逐渐增加，与此同时，用于确保耐久性能的评价条件变得越来越苛刻，与此相应，利用热处理钢材的部件中利用超高强度钢材来提高性能或实现轻量化正在扩大。

汽车部件用钢板的疲劳寿命与屈服强度、延伸率有密切关系，热处理钢板会受到热处理过程中产生的表面脱碳或钢管制造过程中产生的表面刮痕等影响。

尤其，强度越高，这种因素的影响度越会增加，已提出解决这种超高强度钢的成型问题且制造拉伸强度为1500MPa级以上的高强度汽车部件的方法。

作为这种发明的例子有：在高温下同时实施成型和模具冷却的热压成型方法；或者先进行冷成型后加热至奥氏体区，然后与冷却介质接触，而不是使用模具，从而进行淬火处理的后热处理方法，经过淬火处理后获得的马氏体组织具有强度高但韧性低的问题。为了提高这种低韧性值，普遍使用淬火处理之后进行回火热处理的方法。

可通过以上的热压成型方法或后热处理方法实现多种强度，2000年初期提出了利用22MnB5或相应的加硼热处理型钢管来制造拉伸强度为1500MPa级的汽车用部件的方法。

所述汽车用部件的制造是首先利用热轧卷或冷轧卷制造电阻焊(Electrcresistance welding，ERW)钢管后切割成适当长度并进行热处理来完成。即，将通过切割(slitting)钢板制造的ERW钢管加热至Ac3以上的奥氏体区而实现熔体化，并连续提取并利用具备冷却装置的压床进行热成型的同时进行模具冷却(die quenching(模压淬火))来制造。根据情况，也可在热成型后从模具提取并用冷却介质进行淬火热处理来制造。

作为其他方法，在冷状态下，将钢板成型为接近部件的形状后，同样地加热至Ac3以上的奥氏体区而实现熔体化，连续提取并利用冷却介质进行淬火热处理，或者用模具进行热成型而形成最终部件的形状后，与冷却介质接触进行淬火热处理，最终形成马氏体或者马氏体和贝氏体并存的相，从而制造成1500MPa以上的超高强度部件。

同时，为了提高以所述方法进行淬火处理的部件的耐久寿命和韧性，进行回火热处理。

一般而言，回火热处理是在500～600℃范围的温度区实施，回火后的组织从马氏体变为析出渗碳体的铁素体，使得拉伸强度降低，屈服比增加至0.9以上，但与淬火状态相比，均匀延伸率和总延伸率进一步提升。