Стальной лист для горячей штамповки, способ его изготовления и изделие из горячештампованного стального листа

Стальной лист для горячей штамповки, способ его изготовления и изделие из горячештампованного стального листа

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к стальному листу для горячей штамповки, к способу его изготовления, и к изделию из горячештампованного стального листа, пригодному для изготовления компонента механической конструкции, и тому подобного.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Были предприняты усилия, направленные на снижение веса стали, используемой для кузова транспортного средства, путем повышения прочности стали, чтобы снизить вес транспортного средства. Высокое упрочнение стали содействует улучшению характеристик устойчивости транспортного средства при аварийном столкновении. Что касается тонкого стального листа, широко применяемого для транспортного средства, то, как правило, по мере повышения прочности ухудшается формуемость прессованием и становится более затруднительным изготовление компонента, имеющего сложную форму. Например, участок с высокой степенью обработки растрескивается, и соответственно снижению пластичности ухудшается точность размеров вследствие более высокого упругого последействия. Соответственно этому нелегко изготовить компоненты штамповкой высокопрочного стального листа, в частности стального листа, имеющего предел прочности при растяжении 780 МПа или более. Проще обрабатывать высокопрочный стальной лист не штамповкой, а роликовым профилированием, но целевое применение ограничено компонентом, имеющим равномерное поперечное сечение в продольном направлении.

[0003] Способ, называемый горячей штамповкой, целью которого является получение высокой формуемости высокопрочного стального листа, описан в Патентном документе 1. Согласно горячей штамповке можно формовать высокопрочный стальной лист с высокой точностью и получать изделие из высокопрочного горячештампованного стального листа.

[0004] Материал, прочность которого после закалки относится к классу прочности 1500 МПа, описан в Патентных документах 2 и 3. Стальной лист для горячей штамповки, предназначенный для улучшения пластичности, в то же время с получением высокой прочности описан в Патентном документе 4. В Патентных документах 5 и 6 описан стальной лист, предназначенный для улучшения закаливаемости. Однако существуют проблемы в тех технологиях, в которых необходимо начинать закалку при высокой температуре, и затруднительно улучшить ударную вязкость и локальную деформируемость и прочие.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0005] Патентный документ 1: Японская выложенная патентная публикация № 2002-102980.

Патентный документ 2: Японская выложенная патентная публикация № 2011-236483.

Патентный документ 3: Японская выложенная патентная публикация № 2004-323944.

Патентный документ 4: Японская выложенная патентная публикация № 2010-65292.

Патентный документ 5: Японская выложенная патентная публикация № 2011-195958.

Патентный документ 6: Японская патентная публикация № 3879459.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0006] Одна цель настоящего изобретения состоит в создании стального листа для горячей штамповки, способа его изготовления и изделия из горячештампованного стального листа, способного достигать хорошей ударной вязкости и локальной деформируемости, даже когда закалку начинают при относительно низкой температуре.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0007] Авторы настоящего изобретения провели обстоятельные исследования, имея в виду, что важно обеспечить генерирование мартенсита с высокой долей площади в условиях закалки для получения превосходной ударной вязкости и локальной деформируемости после закалки, и специальный химический состав важен, чтобы обеспечить возможность начала закалки при относительно низкой температуре. В результате обнаружено, что хорошие ударная вязкость и локальная деформируемость могут быть получены, даже если закалку начинают при относительно низкой температуре, благодаря комбинации химического состава и структуры стали в пределах определенного диапазона. В результате авторы настоящего изобретения пришли к разработке разнообразных вариантов осуществления изобретения, описанных ниже.

[0008] (1)

Стальной лист для горячей штамповки, включающий химический состав, выраженный в % по массе:

С: 0,08% или более, и менее 0,20%;

Si: от 0,003% до 0,2%;

Mn: от 1,6% до 3,5%;

кислоторастворимый Al: от 0,0002% до 2,0%;

В: от 0,0003% до 0,01%;

Р: 0,1% или менее;

S: 0,004% или менее;

N: 0,01% или менее;

Ti: от 0% до 0,04 +48/14×[N]%, когда содержание N выражается как [N];

Cr: от 0% до 1,00%;

Bi: от 0% до 0,5%;

Са: от 0% до 0,05%;

Mg: от 0% до 0,05%;

REM (редкоземельный металл): от 0% до 0,05%;

Mo: от 0% до 1%;

Cu: от 0% до 1%;

Ni: от 0% до 1%;

W: от 0% до 1%;

Nb: от 0% до 1%;

V: от 0% до 1%;

остальное количество: Fe и загрязняющие примеси,

причем:

выражение (1) удовлетворяется, когда содержание Mn представлено как [Mn], и содержание С представлено как [С],

где [Mn]+6,67×[С]-2,73≥0 (1); и

стальной лист включает структуру стали, выраженную в доле площади:

бейнит: от 1% до 95%;

феррит: от 5% до 94%; и

остальное количество: один или более, выбранные из группы, состоящей из перлита, мартенсита и остаточного аустенита.

[0009] (2)

Стальной лист для горячей штамповки согласно пункту (1), в котором

доля площади бейнита составляет от 20% до 95%, и

доля площади феррита составляет от 5% до 80%.

[0010] (3)

Стальной лист для горячей штамповки согласно пункту (1), в котором

доля площади бейнита составляет 1% или более, и менее 20%, и

доля площади феррита составляет от 40% до 94%.

[0011] (4)

Стальной лист для горячей штамповки согласно любому из пунктов (1)-(3), в котором химический состав содержит:

Ti: от 48/14×[N]% до 0,04+48/14×[N]%.

[0012] (5)

Стальной лист для горячей штамповки согласно любому из пунктов (1)-(4), в котором

содержание Cr составляет от 0,01% до 1,00%, и

когда содержание Mn представлено как [Mn], и содержание Cr представлено как [Cr], удовлетворяется выражение (2),

1,6≤[Mn]+[Cr]≤3,5 (2).

[0013] (6)

Стальной лист для горячей штамповки согласно любому из пунктов (1)-(5), в котором химический состав содержит:

Bi: от 0,0001% до 0,5%.

[0014] (7)

Стальной лист для горячей штамповки согласно любому из пунктов (1)-(6), в котором химический состав содержит один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из:

Са: от 0,0005% до 0,05%;

Mg: от 0,0005% до 0,05%; и

REM: от 0,0005% до 0,05%.

[0015] (8)

Стальной лист для горячей штамповки согласно любому из пунктов (1)-(7), в котором химический состав содержит один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из:

Mo: от 0,03% до 1%;

Cu: от 0,01% до 1%;

Ni: от 0,01% до 1%; и

W: от 0,01% до 1%.

[0016] (9)

Стальной лист для горячей штамповки согласно любому из пунктов (1)-(8), в котором химический состав содержит один или два элемента, выбранных из группы, состоящей из:

Nb: от 0,005% до 1%; и

V: от 0,005% до 1%.

[0017] (10)

Способ изготовления стального листа для горячей штамповки, включающий стадии, в которых:

проводят горячую прокатку стального слитка или стальной заготовки;

проводят кислотное травление стального листа, полученного горячей прокаткой;

проводят холодную прокатку стального листа, полученного кислотным травлением; и

выполняют термическую обработку стального листа, полученного холодной прокаткой,

причем:

стальной слиток или стальная заготовка включает химический состав, выраженный, в % по массе:

С: 0,08% или более, и менее 0,20%;

Si: от 0,003% до 0,2%;

Mn: от 1,6% до 3,5%;

кислоторастворимый Al: от 0,0002% до 2,0%;

В: от 0,0003% до 0,01%;

Р: 0,1% или менее;

S: 0,004% или менее;

N: 0,01% или менее;

Ti: от 0% до 0,04 + 48/14×[N]%, когда содержание N выражается как [N];

Cr: от 0% до 1,00%;

Bi: от 0% до 0,5%;

Са: от 0% до 0,05%;

Mg: от 0% до 0,05%;

REM: от 0% до 0,05%;

Mo: от 0% до 1%;

Cu: от 0% до 1%;

Ni: от 0% до 1%;

W: от 0% до 1%;

Nb: от 0% до 1%;

V: от 0% до 1%;

остальное количество: Fe и загрязняющие примеси,

выражение (1) удовлетворяется, когда содержание Mn представлено как [Mn], и содержание С представлено как [С],

где [Mn]+6,67×[С]-2,73≥0 (1);

горячая прокатка включает стадии, в которых:

начинают прокатку при температуре 1050°С или более; и

после этого проводят намотку в рулон при температуре в диапазоне от 400°С до 700°С; и

выполняют термическую обработку, включающую стадии, в которых:

нагревают до температуры в диапазоне от 700°С до 840°С;

после этого охлаждают до температуры 500°С или менее со средней скоростью охлаждения от 5°С/сек до 100°С/сек; и

после этого выдерживают при температуре в диапазоне от 300°С до 500°С в течение времени от 5 секунд до 600 секунд.

[0018] (11)

Способ изготовления стального листа для горячей штамповки, включающий стадии, в которых:

проводят горячую прокатку стального слитка или стальной заготовки;

проводят кислотное травление стального листа, полученного горячей прокаткой;

проводят холодную прокатку стального листа, полученного кислотным травлением;

выполняют термическую обработку стального листа, полученного холодной прокаткой, и

проводят плакирование стального листа, полученного термической обработкой,

причем:

стальной слиток или стальная заготовка включает химический состав, выраженный, в % по массе:

С: 0,08% или более, и менее 0,20%;

Si: от 0,003% до 0,2%;

Mn: от 1,6% до 3,5%;

кислоторастворимый Al: от 0,0002% до 2,0%;

В: от 0,0003% до 0,01%;

Р: 0,1% или менее;

S: 0,004% или менее;

N: 0,01% или менее;

Ti: от 0% до 0,04+48/14×[N]%, когда содержание N выражается как [N];

Cr: от 0% до 1,00%;

Bi: от 0% до 0,5%;

Са: от 0% до 0,05%;

Mg: от 0% до 0,05%;

REM: от 0% до 0,05%;

Mo: от 0% до 1%;

Cu: от 0% до 1%;

Ni: от 0% до 1%;

W: от 0% до 1%;

Nb: от 0% до 1%;

V: от 0% до 1%;

остальное количество: Fe и загрязняющие примеси,

выражение (1) удовлетворяется, когда содержание Mn представлено как [Mn], и содержание С представлено как [С],

где [Mn]+6,67×[С]-2,73≥0 (1);

горячая прокатка включает стадии, в которых:

начинают прокатку при температуре 1050°С или более; и

после этого проводят намотку в рулон при температуре в диапазоне от 400°С до 700°С; и

выполняют термическую обработку, включающую стадии, в которых:

нагревают до температуры в диапазоне от 700°С до 840°С;

после этого охлаждают до температуры 580°С или менее со средней скоростью охлаждения от 3°С/сек до 20°С/сек; и

после этого выдерживают при температуре в диапазоне от 500°С до 570°С в течение времени от 5 секунд до 600 секунд, и

плакирование включает стадии, в которых:

выполняют обработку гальванизацией погружением; и

после этого выполняют обработку для легирования при температуре в диапазоне от 500°С до 650°С.

[0019] (12)

Способ изготовления стального листа для горячей штамповки согласно пунктам (10) или (11),

в котором химический состав содержит:

Ti: от 48/14×[N]% до 0,04+48/14×[N]%.

[0020] (13)

Способ изготовления стального листа для горячей штамповки согласно любому из пунктов (10)-(12),

в котором содержание Cr составляет от 0,01% до 1,00%, и когда содержание Mn представлено как [Mn], и содержание Cr представлено как [Cr], удовлетворяется выражение (2),

1,6≤[Mn]+[Cr]≤3,5 (2).

[0021] (14)

Способ изготовления стального листа для горячей штамповки согласно любому из пунктов (10)-(13),

в котором химический состав содержит:

Bi: от 0,0001% до 0,5%.

[0022] (15)

Способ изготовления стального листа для горячей штамповки согласно любому из пунктов (10)-(14),

в котором химический состав содержит один элемент, или два, или более элементов, выбранных из группы, состоящей из:

Са: от 0,0005% до 0,05%;

Mg: от 0,0005% до 0,05%; и

REM: от 0,0005% до 0,05%.

[0023] (16)

Способ изготовления стального листа для горячей штамповки согласно любому из пунктов (10)-(15),

в котором химический состав содержит один элемент, или два, или более элементов, выбранных из группы, состоящей из:

Mo: от 0% до 1%;

Cu: от 0% до 1%;

Ni: от 0% до 1%; и

W: от 0% до 1%.

[0024] (17)

Способ изготовления стального листа для горячей штамповки согласно любому из пунктов (10)-(16),

в котором химический состав содержит один элемент или два элемента, выбранных из группы, состоящей из:

Nb: от 0% до 1%; и

V: от 0% до 1%.

[0025] (18)

Изделие из горячештампованного стального листа, имеющего химический состав, выраженный, в % по массе:

С: 0,08% или более, и менее 0,20%;

Si: от 0,003% до 0,2%;

Mn: от 1,6% до 3,5%;

кислоторастворимый Al: от 0,0002% до 2,0%;

В: от 0,0003% до 0,01%;

Р: 0,1% или менее;

S: 0,004% или менее;

N: 0,01% или менее;

Ti: от 0% до 0,04 +48/14×[N]%, когда содержание N выражается как [N];

Cr: от 0% до 1,00%;

Bi: от 0% до 0,5%;

Са: от 0% до 0,05%;

Mg: от 0% до 0,05%;

REM: от 0% до 0,05%;

Mo: от 0% до 1%;

Cu: от 0% до 1%;

Ni: от 0% до 1%;

W: от 0% до 1%;

Nb: от 0% до 1%;

V: от 0% до 1%;

остальное количество: Fe и загрязняющие примеси,

причем выражение (1) удовлетворяется, когда содержание Mn представлено как [Mn], содержание С представлено как [С],

где [Mn]+6,67×[С]-2,73≥0 (1)

и имеющего структуру стали, в которой доля площади мартенсита составляет 90% или более, и предел прочности при растяжении составляет 1600 МПа или менее.

[0026] (19)

Изделие из горячештампованного стального листа согласно пункту (18),

в котором химический состав содержит:

Ti: от 48/14×[N]% до 0,04+48/14×[N]%.

[0027] (20)

Изделие из горячештампованного стального листа согласно пункту (18) или (19),

в котором содержание Cr составляет от 0,01% до 1,00%, и когда содержание Mn представлено как [Mn], и содержание Cr представлено как [Cr], удовлетворяется выражение (2),

1,6≤[Mn]+[Cr]≤3,5 (2).

[0028] (21)

Изделие из горячештампованного стального листа согласно любому из пунктов (18)-(20),

в котором химический состав содержит:

Bi: от 0,0001% до 0,5%.

[0029] (22)

Изделие из горячештампованного стального листа согласно любому из пунктов (18)-(21),

в котором химический состав содержит один элемент, или два, или более элементов, выбранных из группы, состоящей из:

Са: от 0,0005% до 0,05%;

Mg: от 0,0005% до 0,05%; и

REM: от 0,0005% до 0,05%.

[0030] (23)

Изделие из горячештампованного стального листа согласно любому из пунктов (18)-(22),

в котором химический состав содержит один элемент, или два, или более элементов, выбранных из группы, состоящей из:

Mo: от 0% до 1%;

Cu: от 0% до 1%;

Ni: от 0% до 1%; и

W: от 0% до 1%.

[0031] (24)

Изделие из горячештампованного стального листа согласно любому из пунктов (18)-(23),

в котором химический состав содержит один элемент или два элемента, выбранных из группы, состоящей из:

Nb: от 0% до 1%; и

V: от 0% до 1%.

ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0032] Согласно настоящему изобретению возможно получение хорошей ударной вязкости и локальной деформируемости, даже если закалку начинают при относительно низкой температуре.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0033] Далее описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к стальному листу для горячей штамповки, используемому для изготовления изделия из горячештампованного стального листа способом горячей штамповки. При горячей штамповке стальной лист для горячей штамповки, как правило, нагревают для формования и затем закалки. Соответственно стальному листу для горячей штамповки согласно настоящему изобретению возможно получение достаточного количества мартенсита, даже если закалку после нагрева начинают при относительно низкой температуре, например, в сочетании с химическим составом и структурой стали, описываемыми ниже.

[0034] Сначала описывается химический состав стального листа для горячей штамповки согласно настоящему варианту исполнения. В нижеследующем описании символ «%», будучи единицей содержания каждого элемента, содержащегося в стальном листе для горячей штамповки, означает «% по массе», если не оговорено иное.

[0035] Химический состав стального листа для горячей штамповки согласно настоящему варианту исполнения выражается, в % по массе, С: 0,08% или более, и менее 0,20%; Si: от 0,003% до 0,2%; Mn: от 1,6% до 3,5%; кислоторастворимый Al: от 0,0002% до 2,0%; В: от 0,0003% до 0,01%; Р: 0,1% или менее; S: 0,004% или менее; N: 0,01% или менее; Ti: от 0% до 0,04+48/14×[N]%, когда содержание N выражается как [N]; Cr: от 0% до 1,00%; Bi: от 0% до 0,5%; Са: от 0% до 0,05%; Mg: от 0% до 0,05%; REM: от 0% до 0,05%; Mo: от 0% до 1%; Cu: от 0% до 1%; Ni: от 0% до 1%; W: от 0% до 1%; Nb: от 0% до 1%; V: от 0% до 1%; остальное количество: Fe и загрязняющие примеси. Кроме того, выражение (1) удовлетворяется, когда содержание Mn представлено как [Mn], содержание С представлено как [С]. В качестве загрязняющих примесей примерными являются примеси, содержащиеся в сырьевых материалах, таких как руда и скрап, и примеси, обусловленные процессом изготовления.

[Mn]+6,67×[С]-2,73≥0 (1)

[0036] (С: 0,08% или более, и менее 0,20%)

Углерод (С) является очень важным элементом, который повышает закаливаемость и главным образом влияет на прочность после закалки. Углерод (С) также представляет собой очень важный элемент, который эффективен для регулирования локальной деформируемости (локальной пластичности) и ударной вязкости (характеристики поглощения энергии) после горячей штамповки. Когда содержание С составляет менее 0,08%, прочность после закалки может быть недостаточной, или не может быть получена достаточная закаливаемость. Соответственно этому содержание С составляет 0,08% или более. Когда содержание С составляет 0,20% или более, прочность после закалки является чрезмерно высокой, и достаточная локальная деформируемость и ударная вязкость не могут быть получены. Поэтому содержание С составляет менее 0,20%. Содержание С предпочтительно составляет 0,18% или менее, и более предпочтительно 0,16% или менее.

[0037] (Si: от 0,003% до 0,2%)

Кремний (Si) представляет собой очень важный элемент для улучшения закаливаемости и для стабильного обеспечения прочности после закалки. Действие Si состоит в подавлении образования окалины при высокотемпературном нагреве в условиях горячей штамповки. Когда содержание Si составляет менее 0,003%, затруднительно получить вышеуказанные эффекты. Соответственно этому содержание Si составляет 0,003% или более. Для более надежного получения вышеуказанных действий содержание Si предпочтительно составляет 0,01% или более. Когда содержание Si превышает 0,2%, температура, при которой происходит аустенитное превращение, является очень высокой. Соответственно этому могут возрастать затраты, необходимые для нагрева при горячей штамповке, или закалка является недостаточной вследствие недостаточного нагрева. Кроме того, когда выполняют обработку с нанесением плакирующего покрытия горячим погружением, снижается смачиваемость. Поэтому содержание Si составляет 0,2% или менее.

[0038] (Mn: от 1,6% до 3,5%)

Марганец (Mn) представляет собой очень эффективный элемент для улучшения прокаливаемости и стабильного обеспечения прочности после закалки. Когда содержание Mn составляет менее 1,6%, затруднительно получить вышеуказанные эффекты. Соответственно этому содержание Mn составляет 1,6% или более. Для более надежного получения вышеуказанных эффектов содержание Mn предпочтительно составляет 2,0% или более. Когда содержание Mn превышает 3,5%, проявления вышеуказанных действий насыщаются, и снижается ударная вязкость после закалки. Соответственно этому содержание Mn составляет 3,5% или менее.

[0039] Кроме того, когда содержание Mn представлено как [Mn], и содержание С представлено как [С], удовлетворяется выражение (1).

[Mn]+6,67×[С]-2,73≥0 (1)

Когда выражение (1) не удовлетворяется, прокаливаемость является недостаточной, и желательные механические свойства не могут быть получены после горячей штамповки.

[0040] (Кислоторастворимый Al (sol.Al): от 0,0002% до 2,0%)

Алюминий (Al) представляет собой элемент, действие которого состоит в обеспечении бездефектности стали в результате раскисления расплавленной стали. Когда содержание кислоторастворимого Al составляет менее 0,0002%, получить вышеуказанные эффекты затруднительно. Соответственно этому содержание кислоторастворимого Al составляет 0,0002% или более. Al также является очень эффективным элементом для улучшения прокаливаемости и для стабильного обеспечения прочности после закалки. Однако когда содержание кислоторастворимого Al превышает 2,0%, эффекты вышеуказанных действий насыщаются,и без необходимости возрастает стоимость. Соответственно этому содержание кислоторастворимого Al составляет 2,0% или менее.

[0041] (В: от 0,0003% до 0,01%)

Бор (В) является очень эффективным элементом для улучшения прокаливаемости и для стабильного обеспечения прочности после закалки. Когда содержание бора (В) составляет менее 0,0003%, вышеуказанные эффекты получить затруднительно. Соответственно этому содержание В составляет 0,0003% или более. Когда содержание В превышает 0,01%, эффекты вышеуказанных действий насыщаются и снижается ударная вязкость после закалки. Соответственно этому содержание В составляет 0,01% или менее.

[0042] (Р: 0,1% или менее)

Фосфор (Р) не является существенным элементом и может содержаться в стали, например, как загрязняющая примесь. С позиции ударной вязкости: чем меньше содержание Р, тем лучше. В частности, когда содержание Р превышает 0,1%, становится значительным снижение ударной вязкости. Соответственно этому содержание Р составляет 0,1% или менее. Для обеспечения лучшей ударной вязкости содержание Р предпочтительно составляет 0,05% или менее, и более предпочтительно 0,03% или менее. Фосфор (Р) способен содействовать улучшению прокаливаемости и стабильному обеспечению прочности после закалки. Для получения этих эффектов Р может содержаться преднамеренно. Снижение содержания Р является дорогостоящим и расходы значительно возрастают для сокращения содержания Р ниже 0,0002%. Соответственно этому содержание Р может быть 0,0002% или более.

[0043] (S: 0,004% или менее)

Сера (S) не является существенным элементом и может содержаться в стали, например, как загрязняющая примесь. С позиции ударной вязкости: чем меньше содержание S, тем лучше. В частности, когда содержание S превышает 0,004%, становится значительным снижение ударной вязкости. Соответственно этому содержание S составляет 0,004% или менее. Снижение содержания S является дорогостоящим и расходы значительно возрастают для сокращения содержания S ниже 0,0002%. Соответственно этому содержание S может быть 0,0002% или более.

[0044] (N: 0,01% или менее)

Азот (N) не является существенным элементом, и может содержаться в стали, например, как загрязняющая примесь. С позиции ударной вязкости: чем меньше содержание N, тем лучше. В частности, когда содержание N превышает 0,01%, значительно снижаются локальная деформируемость и ударная вязкость в соответствии с образованием крупнозернистых нитридов. Соответственно этому содержание N составляет 0,01% или менее. Снижение содержания N является дорогостоящим и затраты значительно возрастают для сокращения содержания N ниже 0,0002%. Соответственно этому содержание N может быть 0,0002% или более, или составлять 0,0008% или более, чтобы дополнительно сократить стоимость.

[0045] Ti, Cr, Bi, Ca, Mg, REM, Mo, Cu, Ni, W, Nb, и V не являются существенными элементами и представляют собой произвольно выбранные элементы, которые надлежащим образом содержатся в стальном листе для горячей штамповки, вплоть до предварительно заданного количества как предельного.

[0046] (Ti: от 0% до 0,04 +48/14×[N]%, когда содержание N выражается как [N]%)

Ti подавляет рекристаллизацию аустенита, предотвращает рост зерен благодаря формированию дополнительных тонкодисперсных карбидов для измельчения аустенитных зерен, когда стальной лист для горячей штамповки нагревают до точки Ас₃ или выше при горячей штамповке. В результате значительно улучшается ударная вязкость изделия из горячештампованного стального листа. Соответственно этому Ti может содержаться. Для надежного получения этого эффекта содержание Ti предпочтительно составляет величину «48/14×[N]%» или более. Однако когда содержание Ti превышает величину «48/14×[N]+0,04%», эффект вышеуказанной функции насыщается, и без необходимости возрастает стоимость. Соответственно этому содержание Ti составляет 0,04+48/14×[N]% или менее. А именно предпочтительно, чтобы соблюдалось условие «Ti: от 48/14×[N]% до 0,04+48/14×[N]%».

[0047] (Cr: от 0% до 1,00%)

Хром (Cr) является очень эффективным элементом для улучшения прокаливаемости и стабильного обеспечения прочности после закалки, таким же образом, как Mn. Соответственно этому Cr может содержаться. Для надежного получения этого эффекта содержание Cr предпочтительно составляет 0,01% или более, и более предпочтительно 0,1% или более. Однако когда содержание Cr превышает 1,00%, вышеуказанные эффекты насыщаются, и без необходимости возрастает стоимость. Соответственно этому содержание Cr составляет 1,00% или менее. А именно предпочтительно, чтобы соблюдалось условие «Cr: от 0,01% до 1,00%». Кроме того, когда сумма величин содержания Mn и содержания Cr превышает 3,5%, эффекты вышеуказанных функций насыщаются, и снижается ударная вязкость после закалки. Соответственно этому сумма величин содержания Mn и содержания Cr составляет 3,5% или менее. А именно когда содержание Mn представлено как [Mn], содержание Cr представлено как [Cr], предпочтительно, чтобы удовлетворялось выражение (2). Совокупность содержания Mn и содержания Cr предпочтительно составляет 2,8% или менее.

1,6≤[Mn]+[Cr]≤3,5 (2).

[0048] (Bi: от 0% до 0,5%)

Висмут (Bi) представляет собой элемент, действие которого состоит в том, что он становится центром кристаллизации в процессе затвердевания расплавленной стали, и делает малым расстояние между вторичными осями дендритов, чтобы подавить ликвацию Mn и прочих элементов внутри расстояния между осями дендритов. В частности, в настоящем варианте исполнения Mn содержится в количестве 1,6% или более, и поэтому Bi эффективно предотвращает снижение ударной вязкости, обусловленное ликвацией Mn. Соответственно этому Bi может содержаться. Для надежного получения этого эффекта содержание Bi предпочтительно составляет 0,0001% или более. Однако когда содержание Bi превышает 0,5%, эффект вышеуказанного действия насыщается, и без необходимости возрастает стоимость. Соответственно этому содержание Bi составляет 0,5% или менее. А именно предпочтительно, чтобы соблюдалось условие «Bi: от 0,0001% до 0,5%». Из соображений подавления ликвации Mn и других элементов содержание Bi более предпочтительно составляет 0,0002% или более, и еще более предпочтительно 0,0005% или более.

[0049] (Са: от 0% до 0,05%, Mg: от 0% до 0,05%, REM: от 0% до 0,05%)

Каждый из кальция (Са), магния (Mg) и REM (редкоземельного металла) представляет собой элемент, действие которого проявляется в измельчении включений в стали и в предотвращении растрескивания, обусловленного включениями при горячей штамповке. Соответственно этому может содержаться один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из этих элементов. Для надежного получения этого эффекта каждое из содержания Са, содержания Mg и содержания REM предпочтительно составляет 0,0005% или более. Однако когда любой из этих уровней содержания превышает 0,05%, эффект вышеуказанного действия насыщается, и без необходимости возрастает стоимость. Соответственно этому каждое из содержания Са, содержания Mg, и содержания REM составляет 0,05% или менее. А именно предпочтительно, чтобы соблюдалось по меньшей мере одно из условий «Са: от 0,0005% до 0,05%», «Mg: от 0,0005% до 0,05%», и «REM: от 0,0005% до 0,05%».

[0050] REM (редкоземельный металл) обозначает элементы 17 видов, в совокупности Sc, Y и лантаноидов, и «содержание REM» означает совокупное содержание этих элементов 17 видов. Лантаноид при промышленном производстве может быть добавлен в форме, например, мишметалла.

[0051] (Mo: от 0% до 1%, Cu: от 0% до 1%, Ni: от 0% до 1%, W: от 0% до 1%)

Каждый из молибдена (Mo), меди (Cu), никеля (Ni) и вольфрама (W) представляет собой элемент, эффективный в улучшении прокаливаемости и стабильном обеспечении прочности после закалки. Соответственно этому может содержаться один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из этих элементов. Для надежного получения этого эффекта содержание Mo предпочтительно составляет 0,03% или более, и каждое из содержания Cu, содержания Ni и содержания W предпочтительно составляет 0,01% или более. Однако когда любой из этих уровней содержания превышает 1%, эффекты вышеуказанных действий насыщаются, и без необходимости возрастает стоимость. Соответственно этому каждое из содержания Mo, содержания Cu, содержания Ni и содержания W составляет 1% или менее. А именно предпочтительно, чтобы соблюдалось по меньшей мере одно из условий «Mo: от 0,03% до 1%», «Cu: от 0,01% до 1%», «Ni: от 0,01% до 1%», и «W: от 0,01% до 1%».

[0052] (Nb: от 0% до 1%, V: от 0% до 1%)

Каждый из ниобия (Nb) и ванадия (V) подавляет рекристаллизацию аустенита, предотвращает рост зерен благодаря формированию дополнительных тонкодисперсных карбидов для измельчения аустенитных зерен, когда стальной лист для горячей штамповки нагревают до точки Ас₃ или выше при горячей штамповке. Соответственно этому могут содержаться один или два элемента, выбранные из группы, состоящей из этих элементов. Для надежного получения этого эффекта каждый из уровней содержания Nb и содержания V предпочтительно составляет 0,005% или более. Однако когда любой из этих уровней содержания превышает 1%, эффект вышеуказанного действия насыщается, и без необходимости возрастает стоимость. Соответственно этому каждый из уровней содержания Nb и содержания V составляет 1% или менее. А именно предпочтительно, что соблюдалось по меньшей мере одно из условий «Nb: от 0,005% до 1%» и «V: от 0,005% до 1%».

[0053] Далее описывается структура стали стального листа для горячей штамповки согласно настоящему варианту исполнения. Стальной лист для горячей штамповки имеет структуру стали, представляемую бейнитом: от 1% до 95%; ферритом: от 5% до 94%; и с остальным количеством из: одного или более компонентов из группы, состоящей из перлита, мартенсита и остаточного аустенита. Каждое из численных значений, имеющих отношение к структуре стали, представляет, например, среднее значение для всего стального листа в целом для горячей штамповки, но оно может быть представлено численным значением, относящимся к структуре стали в точке, глубина которой от поверхности стального листа для горячей штамповки составляет 1/4 толщины стального листа (далее эта точка может описываться как «положение на 1/4 глубины»). Например, когда толщина стального листа для горячей штамповки составляет 2,0 мм, это может быть представлено численным значением в точке, глубина которой от поверхности составляет 0,50 мм. Это обусловливается тем, что структура стали в положении на 1/4 глубины представляет усредненную структуру стали по направлению толщины изделия из горячештампованного стального листа. В настоящем изобретении доля площади каждой фазы или структуры, измеренная в положении на 1/4 глубины, рассматривается как доля площади каждой из них.

[0054] Как правило, при горячей штамповке С находится в твердом растворе в результате аустенитного превращения при нагреве. Закаливаемость и твердость после закалки становятся высокими благодаря твердому раствору углерода (С). Фаза или структура, концентрация С в которой высока, такая как бейнит, перлит, мартенсит, цементит, и остаточный аустенит, становится исходной точкой аустенизации при нагреве. Соответственно этому чем больше эти доли площади, тем больше ускоряется аустенизация. С другой стороны, феррит, концентрация С в котором низка, с трудом становится исходной точкой аустенизации, и чем больше доля площади феррита, тем сильнее подавляется рост зерен аустенита.

[0055] (Доля площади феррита: от 5% до 94%)

Когда доля площади феррита составляет 5% или более, соответствующим образом подавляется исходная точка аустенизации. Соответственно этому можно предотвратить чрезмерный рост зерен аустенита и дополнительно повысить ударную вязкость после горячей штамповки. Соответственно этому доля площади феррита составляет 5% или более. Для надежного получения этого эффекта доля площади феррита предпочтительно составляет 15% или более, более предпочтительно 30% или более, и еще более предпочтительно 40% или более.

[0056] Когда доля площади феррита составляет 94% или менее, соответствующим образом обеспечивается исходная точка аустенизации. Соответственно этому можно вызвать быстрое развитие аустенизации и улучшается производительность. Поэтому доля площади феррита составляет 94% или менее.

[0057] Доля площади феррита включает соответственные площади полигонального феррита, игольчатого феррита и бейнитного феррита, но площадь феррита, присутствующего в перлите, сюда не входит.

[0058] (Доля площади бейнита: от 1% до 95%)

Из соображений ускорения аустенитного превращения при нагреве предпочтительно, чтобы присутствовали фазы или структуры, концентрация С в каждой из которых является высокой, такие как бейнит, перлит, мартенсит, цементит, и остаточный аустенит. Однако когда в стальном листе для горячей штамповки присутствует фаза или структура, концентрация С в которой чрезмерно высока, С концентрируется в аустените, образованном при превращении этих фаз или структур, и поэтому когда после этого выполняют закалку, формируется область, прочность которой является локально высокой, с микроскопической точки зрения, и легко могут быть снижены локальная деформируемость и ударная вязкость. Когда основное внимание уделяется концентрации С, то фаза или структура среди бейнита, перлита, мартенсита, цементита и остаточного аустенита, концентрация С которой является наименьшей, представляет собой бейнит. Поэтому фаза или структура, где с трудом происходит локальное концентрирование С, представляет собой бейнит. Когда доля площади бейнита составляет 1% или более, становятся значительными улучшения локальной деформируемости и ударной вязкости. Соответственно этому доля площади бейнита составляет 1% или более. Кроме того, предпочтительно, чтобы иной структурой, нежели феррит, был бейнит. Доля площади феррита составляет 5% или более, и поэтому доля площади бейнита составляет 95% или менее.

[0059] Сумма доли площади феррита и доли площади бейнита предпочтительно составляет 40% или более, более предпочтительно 45% или более, еще более предпочтительно 50% или более, и дополнительно предпочтительно 55% или более. Чем меньше сумма доли площади феррита и доли площади бейнита, тем больше доли площади перлита, мартенсита, цементита и остаточного аустенита. Поэтому является затруднительной диффузия С, легко происходит неравномерная закалка, и облегчается проявление сильного распределения твердости. Соответственно этому затруднительно получить достаточные локальную деформируемость и ударную вязкость. Сумма доли площади феррита и доли площади бейнита более предпочтительно составляет 90% или более, и наиболее предпочтительно 100%.

[0060] Когда доля площади бейнита составляет от 20% до 95%, предпочтительно, чтобы доля площади феррита составляла от 5% до 80%. Чем больше доля площади бейнита, тем короче время, необходимое для аустенизации при закалке. Соответственно этому благоприятным образом снижается стоимость и сокращается продолжительность.

[0061] Когда доля площади бейнита составляет 1% или более, и менее 20%, предпочтительно, чтобы доля площади феррита составляла от 40% до 94%. Чем больше доля площади феррита, тем более превосходная предварительная формуемость может быть получена. В частности, когда доля площади феррита составляет 40% или более, является значительным улучшение предварительной формуемости.

[0062] Остальное количество иных компонентов, нежели феррит и бейнит, составляет, например, один или более из перлита, мартенсита, цементита, и остаточного аустенита. Чем меньше их содержание, тем более это предпочтительно.

[0063] Предпочтительно, чтобы на поверхности стального листа для горячей штамповки был сформирован содержащий Zn плакирующий слой. А именно стальной лист с поверхностной обработкой является предпочтительным в качестве стального листа для горячей штамповки. Благодаря плакирующему слою может быть получен такой эффект, как улучшение коррозионной стойкости изделия из горячештампованного стального листа, сформованного горячей штамповкой. Типы плакирующего слоя не являются конкретно ограниченными, и в порядке примера приведены образованный электролитическим осаждением слой и сформированный горячим погружением плакирующий слой. В качестве образованного электролитическим осаждением слоя приведены примеры полученного электролитическим цинкованием в расплаве слоя, и слоя, сформированного электролитическим осаждением Zn-Ni-сплава. В качестве полученного горячим погружением плакирующего слоя примерными являются сформированный гальванизацией погружением слой, образованный гальванизацией погружением легированный слой, сформированный горячим погр