制造機動車構件的方法以及機動車構件的制作方法

制造機動車構件的方法以及機動車構件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于制造機動車構件的方法以及根據本發明制造的機動車構件。特別地，為了制造機動車構件，提供具有10至40mJ/m2層錯能和10至30%錳含量的鋼板坯，所述鋼板坯的材料在室溫下導致雙晶形成并且至少局部具有主要奧氏體織構。在+30℃和-250℃之間的溫度下至少局部熱處理鋼板坯并然后進行冷成形。通過根據本發明的方法特別顯著地提高屈服點和抗拉強度，同時實現高延展性。
【專利說明】制造機動車構件的方法以及機動車構件
【技術領域】
[0001]本發明涉及根據權利要求1的特征的用于制造機動車構件的方法。
[0002]本發明還涉及根據權利要求12的特征的機動車構件。
【背景技術】
[0003]根據現有技術已知，自承重機動車車身由金屬構件制得。為此，首先制造機動車立柱、門檻、頂梁以及還有縱梁或橫梁，然后組裝成組件，隨后組裝成完整的機動車車身。
[0004]在對可經濟操作的機動車的需求的過程中，近幾十年中尋求不同于鋼的替代性材料。因此上述機動車車身例如由輕金屬(特別是鋁)制成。然而由于昂貴的原材料和復雜的加工方法，這造成高的制造成本。
[0005]此外，在同時的成本壓力下，對機動車的碰撞安全性的需求日益增加。因此機動車和機動車車身或者其他機動車結構構件或車身構件應特別輕，具有高的碰撞安全性并且同時可有利地生產。
[0006]為此，近幾年中研發了高強度和最高強度的鋼，其相比于輕金屬或者纖維復合材料可有利地生產并且同時在低自重下具有特別高的剛性及因此的碰撞安全性。
[0007]因此，這例如能夠通過熱壓成形技術和模壓淬火技術來實現。首先將可淬火鋼加熱至超過奧氏體化溫度，然后進行熱壓成形和淬火。伴隨而來的是構件的高強度然而受限的延展性能。在某些情況下，需要復雜的熱后處理用以針對性地在局部區域中調節延展性。
[0008]熱壓成形鋼和模壓淬火鋼的替代品是所謂的TWIP鋼，其中在塑性成形時在奧氏體鋼中出現強烈的機械雙晶形成。所述過程在低負荷下已經開始并且使鋼硬化，同時具有高斷裂伸長率。在此過程中雙晶形成作用于材料織構中的位錯運動如晶界并因此作為阻力抵抗進一步變形。延伸誘導的雙晶形成在此造成更高的延伸性。通過馬氏體區域同時獲得高強度。
[0009]例如由DE102010020373A1已知這種TWIP構件的制造。
[0010]此外由W02008/078962A1已知鋼合金，所述鋼合金具有用于改進其強度的馬氏體部分。

【發明內容】

[0011]本發明的目的是從現有技術出發提供制造方法以及機動車構件，所述機動車構件可有效制造，具有特別低的自重和高硬度同時具有高延展性。
[0012]根據本發明通過具有權利要求1的特征的方法實現上述目的。
[0013]還通過根據權利要求12的特征的機動車構件實現所述目的的物體部分。
[0014]本 發明的有利的實施方案變型為從屬權利要求的主題。
[0015]根據本發明的用于制造金屬機動車構件的方法的特征在于以下方法步驟:
[0016]-提供具有10至30%錳含量和5至50mJ/m2，特別是10至40mJ/m2層錯能的鋼板坯，其中鋼板坯的材料在室溫下傾向于形成雙晶并且至少局部具有主要奧氏體織構，[0017]-在+30°C和_250°C之間的冷成形溫度下至少局部熱處理(回火,Temperieren)鋼板還，
[0018]-在基本上冷成形溫度下將鋼板坯成形為板狀構件，其中通過冷成形過程至少局部引起馬氏體形成，
[0019]-取出板狀構件。
[0020]因此根據本發明提出，提供具有主要奧氏體織構的金屬構件，特別是由高錳含量的鋼材料、非常特別優選由TWIP鋼形成的金屬構件。然后進一步將構件于基本上低于室溫、特別是在+30°C和-250°C之間、非常特別優選在+25°C和_200°C之間的溫度下，冷卻至冷成形溫度。冷卻之后，在達到的冷成形溫度下進行經冷卻的鋼板坯的冷成形從而形成期望的板狀構件。然后從成形工具中取出冷成形構件。
[0021]在冷成形的過程中，通過塑性形變使得基本奧氏體織構轉化成至少局部、優選全部馬氏體織構。由此相應地顯著升高構件的強度性能。在此為形變誘導的馬氏體形成。在機動車構件的制造和/或機動車構件的使用中的塑性應變下，這同時造成硬度和可成形性的提高。通過硅含量進行混晶硬化，所述混晶硬化提高了構件的屈服點。通過塑性形變使亞穩態富碳奧氏體以形變誘導的方式轉化成馬氏體，由此機動車構件至少局部通過TWIP作用的雙晶形成而硬化。
[0022]然而根據本發明同時也利用TRIP作用，所述TRIP作用在成形時特別引起馬氏體形成。在此，TRIP作用特別在形變誘導的馬氏體形成過程中出現。在塑性應變時通過TRIP作用同時引起硬度以及可成形性的提高。TRIP作用的特征特別在于，一旦在變形時達到塑性區域，亞穩態富碳奧氏體就以變形誘導的方式轉化成馬氏體。由此，鋼在塑性形變時針對性地硬化。
[0023]特別優選地，為了制造根據本發明的機動車構件，使用具有以重量百分比表示的以下合金成分的鋼合金:··
[0024]
【權利要求】
1.制造金屬機動車構件的方法，其特征在于以下方法步驟: -提供具有10至30%錳含量和5至50mJ/m2，特別是10至40mJ/m2層錯能的鋼板坯，其中所述鋼板坯的材料在室溫下傾向于雙晶形成， -在+30°C和_250°C之間的冷成形溫度下至少局部熱處理鋼板坯， -在基本上冷成形溫度下將所述鋼板坯成形為板狀構件，其中通過冷成形過程至少局部誘導馬氏體形成， -取出所述板狀構件。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使用由鋼合金形成的鋼板坯，所述鋼合金具有以重量百分比表示的以下合金成分:
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用由TWIP鋼形成的鋼板坯。
4.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，主要奧氏體織構通過成形操作而轉化成馬氏體織構。
5.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，將具有20至40mJ/m2層錯能的鋼板坯冷卻至冷成形溫度，其中通過冷卻將層錯能降低至15至20mJ/m2。
6.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，使用液氮進行冷卻。
7.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，冷成形溫度在+25°C和-200°C之間，特別是在+25°C和_197°C的范圍內，特別在所述冷成形溫度下預拉伸鋼板坯。
8.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，鋼板坯的冷卻在冷卻站中進行并且將經冷卻的鋼板坯傳送入成形工具，其中所述成形工具特別是經冷卻的。
9.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，鋼板坯在成形工具中冷卻至冷成形溫度。
10.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，鋼板坯至少局部經預成形，特別在室溫或室溫以上進行預成形。
11.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，預成形區域成形為最終程度，其中冷成形隨后在不同于預成形區域的區域中進行。
12.通過根據至少權利要求1所述的方法制造的機動車構件，其中所述機動車構件由TWIP鋼合金形成，其特征在于，所述構件的至少局部區域具有基本上的馬氏體織構。
13.根據權利要求12所述的機動車構件，其特征在于，其具有以重量百分比表示的以下合金成分:
14.根據權利要求12或13所述的機動車構件，其特征在于，馬氏體區域具有在500和1500MPa之間，特別是在700和1300MPa之間且非常特別優選在750和1000MPa之間的屈服點 Rp0.2。
【文檔編號】C21D8/02GK103866102SQ201310628010
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2012年12月7日
【發明者】安德烈亞斯·弗雷恩, 托馬斯·寧多夫, 克里斯蒂安·呂斯英, 漢斯·于爾根·邁爾 申請人:本特勒爾汽車技術有限公司