[发明专利]制造由奥氏体钢制成的部件的方法

说明书

本发明涉及一种利用TWIP效应制造由奥氏体锰合金钢制成的部件的方法。使部件(1)发生形变，从而使得该部件(1)虽然在部件(1)的各个区域(A、B、C、D)中具有基本相同的厚度，该厚度在0.5至2毫米的范围内，但是该部件(1)具有至少两个机械性能值不同的区域。

本发明涉及一种制造由奥氏体锰合金钢制成的部件的方法，其利用钢的TWIP(孪晶诱发塑性)效应以获得虽然整个部件的厚度基本相同但是具有机械性能值不同的区域的部件。

当制造用于诸如汽车、卡车、公共汽车、轨道或农用车辆等运输系统的部件时，使用了实现TRIP(相变诱发塑性)的奥氏体钢或铁素体钢。通过计算获知所需要的强度和材料厚度以满足安全要求。但是，当部件上存在厚度高于所需厚度的区域时，其被描述为“超裕度设计”。因此，采用了将适当的材料安排在适当的地方的设计。这种可能性被称为“多材料设计”或“定制产品”，例如定制辊压成型、定制回火或定制拼焊板(Tailored weldedblanks)。这实际上意味着其采用均匀的材料性能进行计算，并且因而只能对厚度进行构造，或者将不同的材料和板材放在一起。

美国专利公开2013048150描述了一种生产工件的方法，其利用高锰合金钢的TRIP硬化效应通过特殊的脱碳退火工艺制造在整个壁或带材厚度上具有可调节性能的工件。

国际专利公开2014180456描述了仅用一种材料奥氏体轻质结构钢生产具有不同材料性能的部件。通过特定的成形制得芯材，其中奥氏体轻质结构钢在转变期间具有依赖于温度的相变诱发塑性(TRIP)和/或孪晶诱发塑性效应(TWIP)。所制成的部件在高于室温的40至160℃温度范围内获得了高韧性，并在低于室温的-65至0℃温度范围内获得了高强度。美国专利公开2014328715也描述了生产TWIP和纳米孪晶奥氏体不锈钢的方法中的深冷处理，该不锈钢包含少于0.018重量％的C、0.25至0.75重量％的Si、1.5至2重量％的Mn、17.80至19.60重量％的Cr、24.00至25.25重量％的Ni、3.75至4.85重量％的Mo、1.26至2.78重量％的Cu、0.04至0.15重量％的N，其余为Fe和不可避免的杂质。

TWIP(孪晶诱发塑性)效应取决于化学组成、奥氏体微结构硬化效应以及堆垛层错能(20至30mJ/m²)。在TWIP效应中，变形孪晶的形成驱动了大量的变形。当微结构变得越来越细时，孪晶会导致瞬时硬化速率的高值。由此产生的孪晶界限起到与晶界相似的作用，并且使钢强化。在约30％的工程应变下，硬化速率值增加至0.4，然后保持恒定，直到均匀伸长率和总伸长率均达到50％。

例如在中国专利公开103556052、中国专利公开102312158、欧洲专利公开2649214、韩国专利公开20100028310以及韩国专利公开20100009222中也描述了采用不同化学组成制造具有TWIP效应的钢种的方法。

国际公开2014/097184涉及具有TWIP效应的奥氏体不锈钢在制造具有复杂几何形状的汽车部件中的用途，该奥氏体不锈钢以重量％的方式包含0.01至0.50％的C、0.001至0.5％的Si、6至12％的Mn、11至20％的Cr、0.01至6.0％的Ni、0.01至2.0％的Mo、0.01至2.0％的Co、0.01至6.0％的Cu、0.11至0.50％的N、0.001至0.5％的Nb、0.001至2.0％的Al，其余为铁和不可避免的杂质，所述汽车部件用于能量吸收、结构增强和/或者经由深拔(deep drawing)需要耐腐蚀性的应用。

现有技术集中在描述如何生产或制造具有TWIP硬化效应的钢以及它们对于钢的特定化学分析。尽管国际公开2014/097184提及了所述钢在汽车部件中的使用，但是国际公开2014/097184没有描述如何使用其奥氏体不锈钢来制造部件。

本发明的目的在于消除现有技术的缺点并且设计一种利用TWIP效应通过半成品的成形制造由奥氏体锰合金钢制成的部件的方法，该半制成品的厚度与部件基本相同并且具有机械性能值不同的区域。本发明的基本特征列于随附的权利要求书中。