[发明专利]具有高能量吸收能力的钢合金和钢管产品

说明书

本发明涉及一种具有高能量吸收能力和良好的可变形性的钢合金，所述钢合金除了由熔融导致的不可避免的杂质和铁之外还包含以重量百分比计的以下成分：C 0.05‑0.6％由Cr+2*Ti+3*(Mo+V+Nb)+4*W得出的和＝2‑7％，其中所述钢合金的组织除了马氏体之外还具有10‑40体积％的残余奥氏体的成分，其中所述能量吸收能力通过大于12,000MPa％的抗拉强度(Rm)和均匀拉伸率(Ag)的乘积来表达，并且所述钢合金具有1000MPa的最小抗拉强度。此外本发明涉及一种具有高能量吸收能力和良好的可变形性的钢管产品，其特征在于，所述钢管产品至少部分地由此类钢合金组成。

本发明涉及一种具有高能量吸收能力的钢合金以及一种钢管产品。

为了制造例如机动车辆部件，已知使用所谓的TRIP(变形导致的塑性)钢。TRIP钢一般由铁素体、贝氏体和以变形引发的方式转化成马氏体的残余奥氏体组成。由变形引发的残余奥氏体向马氏体的转化也称为TRIP效应。

为了稳定残余奥氏体并且为了提高TRIP效应，已知的是，TRIP钢经历热处理。尤其使用所谓的淬火-配分(QP)。通过此方法设定了具有经回火的马氏体以及嵌入的残余奥氏体的被稳定化的组织。

马氏体在此提高了强度，并且由于TRIP效应，残余奥氏体还保证了良好的拉伸特性。

在低度合金的马氏体/奥氏体钢中存在如下缺点：必须阻止贝氏体和/或渗碳体(碳化铁)的形成，以便获得在钢中足够的残余奥氏体的比例。从现有技术已知，例如大量添加硅以抑制贝氏体和渗碳体的形成。对贝氏体形成和渗碳体形成的这种类型的抑制的缺点在于，由于添加硅，在热变形时钢产品的表面质量劣化。此外，在这种马氏体/奥氏体钢中一般观察到显著比例的贝氏体和渗碳体以及由此不充分的奥氏体稳定化。

因此本发明的目的是提供一种解决方案，借助于所述解决方案能够以简单且可靠的方式改进钢的能量吸收能力和可变形性。

本发明基于以下认识：这个目的可以通过在钢合金中混入碳化物形成剂来实现。

根据本发明，所述目的因此通过一种具有高能量吸收能力和良好的可变形性的钢合金来实现，所述钢合金除了由熔融导致的不可避免的杂质和铁之外还包含以重量百分比计的以下成分：

C 0.05-0.6％

由Cr+2*Ti+3*(Mo+V+Nb)+4*W得出的和＝2-7％

其中所述钢合金的组织除了马氏体之外还具有10-40体积％的残余奥氏体的成分，其中所述能量吸收能力通过大于14,000MPa％的抗拉强度Rm和均匀拉伸率Ag的乘积来表达，并且所述钢合金具有1000MPa的最小抗拉强度。

因此通过本发明实现了低度合金化的钢合金，其具有高能量吸收能力和良好的可变形性。钢合金在下文中也称为合金、钢或材料。合金元素的含量数值作为重量百分比给出，但是任选地仅用百分比表示。

碳(C)对于制造马氏体/奥氏体组织是必要的。根据本发明，以至少0.05％的量添加碳。已经显示出，在小于0.05％的碳含量下钢中存在的碳不足以实现显著的残余奥氏体稳定化。然而，根据本发明，碳含量受限于最大0.6％。高于0.6％则材料的马氏体基质、尤其在相对低温度下的回火处理之后的最终材料的马氏体基质过脆而无法形成工艺上可用的材料。根据本发明，钢合金的碳含量在0.05％至0.6％的范围内并且优选在介于0.1-0.6％的范围内并且进一步优选在介于0.15与0.5％之间的范围内。

根据本发明，钢合金还包括至少一种碳化物形成剂。尤其将与碳形成碳化物的合金元素称为碳化物形成剂。由此抑制碳化铁(Fe₃C渗碳体)的形成。

特别优选地，所述钢合金中包含铬。铬在此用作碳化物形成剂。除了铬以外，所述钢合金中还可以包含一种或多种另外的碳化物形成剂。

作为碳化物形成剂，可以使用周期表的第4副族(钛族)、第5副族(钒族)和第6副族(铬族)的合金元素。