Деталь из горячепрессованного стального листа, способ ее изготовления и стальной лист для горячего прессования

Деталь из горячепрессованного стального листа, способ ее изготовления и стальной лист для горячего прессования

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к детали из горячепрессованного стального листа, используемой для компонента механической конструкции и тому подобного, к способу ее изготовления и к стальному листу для горячего прессования.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Для снижения веса автомобиля были предприняты усилия, чтобы повысить прочность стального материала, применяемого для кузова автомобиля, и снизить вес используемого стального материала. В тонком стальном листе, широко применяемом для автомобиля, как правило, по мере повышения прочности снижается формуемость прессованием, делая затруднительным изготовление компонента, имеющего сложную форму. Например, участок с высокой степенью обработки растрескивается соответственно снижению пластичности и становится заметным упругое последействие, которое ухудшает точность размеров. Соответственно этому нелегко изготовить компоненты выполнением штамповки высокопрочного стального листа, в частности стального листа, имеющего предел прочности при растяжении 980 МПа или более. Проще обрабатывать высокопрочный стальной лист не штамповкой, а роликовым профилированием, но его целевое применение ограничено компонентом, имеющим равномерное поперечное сечение в продольном направлении.

[0003] Способы, называемые горячим прессованием, предназначенные для получения высокой формуемости высокопрочного стального листа, описаны в Патентных Документах 1 и 2. Горячим прессованием можно формовать высокопрочный стальной лист с высокой точностью для получения детали из высокопрочного горячепрессованного стального листа.

[0004] С другой стороны, также должна быть улучшена пластичность детали из горячепрессованного стального листа. Однако металлографическая структура стального листа, полученного описанными в Патентных Документах 1 и 2 способами, представляет собой по существу мартенситную однофазную структуру, и тем самым в этих способах затруднительно улучшить пластичность.

[0005] Детали из высокопрочного горячепрессованного стального листа, для которых предполагается улучшение пластичности, описаны в Патентных Документах 3 и 4, но в отношении этих традиционных деталей из горячепрессованного стального листа существует еще одна проблема снижения ударной вязкости. Снижение ударной вязкости создает проблему не только в случае применения для автомобиля, но также в случае использования в качестве компонента механической конструкции. Каждый из Патентных Документов 5 и 6 описывает способ, предназначенный для улучшения усталостных характеристик, но даже они связаны с затруднениями в достижении достаточных пластичности и ударной вязкости.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0006] Патентный Документ 1: Патент Великобритании № 1490535.

Патентный Документ 2: Японская Выложенная Патентная Публикация № 10-96031.

Патентный Документ 3: Японская Выложенная Патентная Публикация № 2010-65292.

Патентный Документ 4: Японская Выложенная Патентная Публикация № 2007-16296.

Патентный Документ 5: Японская Выложенная Патентная Публикация № 2007-247001.

Патентный Документ 6: Японская Выложенная Патентная Публикация № 2005-298957.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0007] Цель настоящего изобретения состоит в создании детали из горячепрессованного стального листа, имеющей превосходные пластичность и ударную вязкость, с высокой прочностью, способа ее изготовления и стального листа для горячего прессования.

РАЗРЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0008] Авторы настоящей заявки исследовали причину того, почему происходит снижение ударной вязкости в детали из традиционного высокопрочного горячепрессованного стального листа, предназначенной для улучшения пластичности. В результате стало ясно, что, когда с целью улучшения пластичности должна быть сформирована многофазная структура, содержащая феррит и мартенсит, в качестве структуры стали для детали из горячепрессованного стального листа возможно развитие обезуглероживания, и снижение ударной вязкости вследствие обезуглероживания вызывается во время нагревания и охлаждения на воздухе при горячем прессовании для получения детали из горячепрессованного стального листа. То есть стало ясно, что повышается доля феррита в области, протяженной от поверхности детали из горячепрессованного стального листа до глубины 15 мкм или тому подобной вследствие обезуглероживания, и иногда возникает, например, ламеллярная структура, по существу составленная ферритной однофазной структурой (далее иногда называемая «ферритным слоем»), и уязвимость границ ферритных зерен в этой области обусловливает значительное ухудшение ударной вязкости. Обезуглероживание является в особенности значительным, когда получается многофазная структура, но обезуглероживание до этого не было выявлено.

[0009] В результате более ранних исследований на основе таких обнаруженных фактов авторы настоящей заявки нашли, что деталь из горячепрессованного стального листа, имеющая структуру стали, которая представляет собой многофазную структуру, содержащую феррит и мартенсит, и имеющая участок поверхностного слоя, в котором обезуглероживание подавлено, может быть получена обработкой стального листа для горячего прессования, имеющего химический состав, содержащий заданные количества С и Mn, и относительно большое количество Si, и имеющего определенную структуру стали, в том числе горячим прессованием в определенных условиях. Кроме того, авторы настоящей заявки также обнаружили, что эта деталь из горячепрессованного стального листа имеет высокий предел прочности при растяжении 980 МПа или более, и также имеет превосходные пластичность и ударную вязкость. Авторы настоящей заявки также нашли, что эта деталь из горячепрессованного стального листа также имеет превосходные усталостные характеристики сверх всякого ожидания. Таким образом, авторы настоящей заявки пришли к следующим разнообразным аспектам изобретения.

[0010] (1) Деталь из горячепрессованного стального листа, содержащая:

химический состав, представленный, мас.%:

C: от 0,10% до 0,34%;

Si: от 0,5% до 2,0%;

Mn: от 1,0% до 3,0%;

растворимый Al: от 0,001% до 1,0%;

P: 0,05% или менее;

S: 0,01% или менее;

N: 0,01% или менее;

Ti: от 0% до 0,20%;

Nb: от 0% до 0,20%;

V: от 0% до 0,20%;

Cr: от 0% до 1,0%;

Mo: от 0% до 1,0%;

Cu: от 0% до 1,0%;

Ni: от 0% до 1,0%;

Ca: от 0% до 0,01%;

Mg: от 0% до 0,01%;

REM (редкоземельный металл): от 0% до 0,01%;

Zr: от 0% до 0,01%;

B: от 0% до 0,01%;

Bi: от 0% до 0,01%; и

остальное количество: Fe и примеси; и

структуру стали, в которой:

доля площади феррита на участке поверхностного слоя, протяженном от поверхности до глубины 15 мкм, является равной или меньшей, чем 1,20-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя, который представляет собой участок за исключением участка поверхностного слоя; и

участок внутреннего слоя включает структуру стали, представленную в процентах площади:

ферритом: от 10% до 70%;

мартенситом: от 30% до 90%; и

совокупной площадью феррита и мартенсита: от 90% до 100%,

причем на упомянутом участке внутреннего слоя концентрация Mn в мартенсите является равной или большей, чем 1,20-кратная величина концентрации Mn в феррите, и

причем предел прочности при растяжении составляет 980 МПа или более.

[0011] (2) Деталь из горячепрессованного стального листа согласно пункту (1), в которой химический состав содержит один или более элементов, выбранных из группы, состоящей, мас.%, из:

Ti: от 0,003% до 0,20%;

Nb: от 0,003% до 0,20%;

V: от 0,003% до 0,20%;

Cr: от 0,005% до 1,0%;

Mo: от 0,005% до 1,0%;

Cu: от 0,005% до 1,0%; и

Ni: от 0,005% до 1,0%.

[0012] (3) Деталь из горячепрессованного стального листа согласно пункту (1) или (2), в которой химический состав содержит один или более элементов, выбранных из группы, состоящей, мас.%, из:

Ca: от 0,0003% до 0,01%;

Mg: от 0,0003% до 0,01%;

REM: от 0,0003% до 0,01%; и

Zr: от 0,0003% до 0,01%.

[0013] (4) Деталь из горячепрессованного стального листа согласно любому пункту из (1)-(3), в которой химический состав содержит, мас.%, В: от 0,0003% до 0,01%.

[0014] (5) Деталь из горячепрессованного стального листа согласно любому пункту из (1)-(4), в которой химический состав содержит, мас.%, Bi: от 0,0003% до 0,01%.

[0015] (6) Стальной лист для горячего прессования, содержащий:

химический состав, представленный, мас.%:

C: от 0,10% до 0,34%;

Si: от 0,5% до 2,0%;

Mn: от 1,0% до 3,0%;

растворимый Al: от 0,001% до 1,0% или менее;

P: 0,05% или менее;

S: 0,01% или менее;

N: 0,01% или менее;

Ti: от 0% до 0,20%;

Nb: от 0% до 0,20%;

V: от 0% до 0,20%;

Cr: от 0% до 1,0%;

Mo: от 0% до 1,0%;

Cu: от 0% до 1,0%;

Ni: от 0% до 1,0%;

Ca: от 0% до 0,01%;

Mg: от 0% до 0,01%;

REM: от 0% до 0,01%;

Zr: от 0% до 0,01%;

B: от 0% до 0,01%;

Bi: от 0% до 0,01%; и

остальное количество: Fe и примеси; и

структуру стали, содержащую феррит и цементит, представленную в процентах площади:

совокупной площадью бейнита и мартенсита: от 0% до 10%; и

площадью цементита: 1% или более, и

причем концентрация Mn в цементите составляет 5% или более.

[0016] (7) Стальной лист для горячего прессования согласно пункту (6), в котором химический состав содержит один или более элементов, выбранных из группы, состоящей, мас.%, из:

Ti: от 0,003% до 0,20%;

Nb: от 0,003% до 0,20%;

V: от 0,003% до 0,20%;

Cr: от 0,005% до 1,0%;

Mo: от 0,005% до 1,0%;

Cu: от 0,005% до 1,0%; и

Ni: от 0,005% до 1,0%.

[0017] (8) Стальной лист для горячего прессования согласно пункту (6) или (7), в котором химический состав содержит один или более элементов, выбранных из группы, состоящей, мас.%, из:

Ca: от 0,0003% до 0,01%;

Mg: от 0,0003% до 0,01%;

REM: от 0,0003% до 0,01%; и

Zr: от 0,0003% до 0,01%.

[0018] (9) Стальной лист для горячего прессования согласно любому из пунктов (6)-(8), в котором химический состав содержит, мас.%, В: от 0,0003% до 0,01%.

[0019] (10) Стальной лист для горячего прессования согласно любому из пунктов (6)-(9), в котором химический состав содержит, мас.%, Bi: от 0,0003% до 0,01%.

[0020] (11) Способ изготовления детали из горячепрессованного стального листа, включающий:

стадию, в которой нагревают стальной лист для горячего прессования согласно любому из пунктов (6)-(10) в диапазоне температур от 720°С до точки Ас₃, чтобы создать концентрацию Mn в аустените, равную или более высокую, чем 1,20-кратная величина концентрации Mn в феррите; и

стадию, в которой после нагревания проводят горячее прессование и охлаждение до точки Ms со средней скоростью охлаждения от 10°С/секунду до 500°С/секунду,

причем сниженное содержание С на поверхности стального листа для горячего прессования в течение периода времени от завершения стадии нагревания до начала стадии горячего прессования составляет менее 0,0005 мас.%.

[0021] (12) Способ изготовления детали из горячепрессованного стального листа согласно пункту (11), в котором период времени, в течение которого стальной лист для горячего прессования подвергают воздействию атмосферы в течение периода времени от завершения стадии нагревания до начала стадии горячего прессования, составляет менее 15 секунд.

ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] Согласно настоящему изобретению можно получить превосходные пластичность и ударную вязкость, в то же время с достижением высокого предела прочности при растяжении.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0023] Далее будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к детали из горячепрессованного стального листа, имеющей предел прочности при растяжении 980 МПа или более.

[0024] Сначала будут описаны химические составы детали из горячепрессованного стального листа (далее иногда называемой «стальной листовой деталью») согласно варианту осуществления настоящего изобретения и стального листа для горячего прессования, используемого для ее изготовления. В нижеследующем описании символ «%», представляющий единицу содержания каждого элемента, наличествующего в стальной листовой детали или в стальном листе для горячего прессования, означает «мас.%», если не оговорено иное.

[0025] Химический состав стальной листовой детали согласно варианту исполнения и стального листа для горячего прессования, используемого для ее изготовления, представлен, мас.%, элементами C: от 0,10% до 0,34%, Si: от 0,5% до 2,0%, Mn: от 1,0% до 3,0%, кислотно-растворимый Al: от 0,001% до 1,0%, P: 0,05% или менее, S: 0,01% или менее, N: 0,01% или менее, Ti: от 0% до 0,20%, Nb: от 0% до 0,20%, V: от 0% до 0,20%, Cr: от 0% до 1,0%, Mo: от 0% до 1,0%, Cu: от 0% до 1,0%, Ni: от 0% до 1,0%, Ca: от 0% до 0,01%, Mg: от 0% до 0,01%, REM: от 0% до 0,01%, Zr: от 0% до 0,01%, B: от 0% до 0,01%, Bi: от 0% до 0,01% и остальное количество: Fe и примеси. Примеры примесей включают такие, которые содержатся в сырьевых материалах, таких как руда и металлолом, и такие, которые примешиваются во время процесса изготовления.

[0026] (С: от 0,10% до 0,34%)

Углерод (С) представляет собой очень важный элемент, который повышает прокаливаемость стального листа для горячего прессования и в основном определяет прочность стальной листовой детали. Когда содержание С в стальной листовой детали составляет менее 0,10%, может быть затруднительным обеспечение предела прочности при растяжении на уровне 980 МПа или более. Соответственно этому содержание С в стальной листовой детали составляет 0,10% или более. Содержание С в стальной листовой детали предпочтительно составляет 0,12% или более. Когда содержание С в стальной листовой детали составляет более 0,34%, мартенсит в стальной листовой детали может становиться твердым и может быть значительным ухудшение ударной вязкости. Таким образом, содержание С в стальной листовой детали составляет 0,34% или менее. По соображениям улучшения свариваемости содержание С в стальной листовой детали предпочтительно составляет 0,30% или менее и более предпочтительно 0,25% или менее. Как будет описано позже, при изготовлении детали из горячепрессованного стального листа иногда происходит обезуглероживание, но степень обезуглероживания является пренебрежимо малой и поэтому содержание С в стальном листе для горячего прессования по существу соответствует содержанию С в стальной листовой детали.

[0027] (Si: от 0,5% до 2,0%)

Кремний (Si) является очень эффективным элементом для улучшения пластичности стальной листовой детали и стабильного обеспечения прочности стальной листовой детали. Когда содержание Si составляет менее 0,5%, получение вышеописанных эффектов может быть затруднительным. Таким образом, содержание Si составляет 0,5% или более. Когда содержание Si составляет более 2,0%, вышеописанный эффект может насыщаться, становясь экономически неблагоприятным, и значительно снижается смачиваемость при плакировании, зачастую вызывая образование непокрытых участков. Таким образом, содержание Si составляет 2,0% или менее. Из соображений улучшения свариваемости содержание Si предпочтительно составляет 0,7% или более, и более предпочтительно 1,1% или более. В плане предотвращения образования дефектов поверхности стальной листовой детали содержание Si предпочтительно составляет 1,8% или менее, и более предпочтительно 1,35% или менее.

[0028] (Mn: от 1,0% до 3,0%)

Марганец (Mn) представляет собой очень важный элемент для повышения прокаливаемости стального листа для горячего прессования и обеспечения прочности стальной листовой детали. Когда содержание Mn составляет менее 1,0%, может быть очень затруднительным обеспечение предела прочности при растяжении на уровне 980 МПа или более в стальной листовой детали. Таким образом, содержание Mn составляет 1,0% или более. Для более надежного достижения вышеописанных эффектов содержание Mn предпочтительно составляет 1,1% или более и более предпочтительно 1,15% или более. Когда содержание Mn превышает 3,0%, структура стали в стальной листовой детали может становиться в значительной мере полосчатой структурой и может происходить существенное ухудшение изгибаемости и безопасности при столкновениях. Таким образом, содержание Mn составляет 3,0% или менее. С позиции производительности при горячей прокатке и холодной прокатке для получения стального листа для горячего прессования содержание Mn предпочтительно составляет 2,5% или менее и более предпочтительно 2,45% или менее.

[0029] (Растворимый Al (кислотно-растворимый Al): от 0,001% до 1,0%)

Алюминий (Al) представляет собой элемент, проявляющий эффект раскисления стали для получения лучшего стального материала. Когда содержание растворимого Al составляет менее 0,001%, получение вышеописанного эффекта может быть затруднительным. Таким образом, содержание растворимого Al составляет 0,001% или более. Для более надежного получения вышеописанного эффекта содержание растворимого Al предпочтительно составляет 0,015% или более. Когда содержание растворимого Al составляет свыше 1,0%, может значительно снижаться свариваемость, может возрастать количество включений на основе оксидов и может значительно ухудшаться состояние поверхности. Таким образом, содержание растворимого Al составляет 1,0% или менее. Чтобы получить лучшие характеристики поверхности, содержание растворимого Al предпочтительно составляет 0,080% или менее.

[0030] (Р: 0,05% или менее)

Фосфор (Р) не является существенным элементом и содержится в стали, например, как примесь. По соображениям свариваемости лучшим является более низкое содержание Р. В частности, когда содержание Р составляет более 0,05%, может значительно снижаться свариваемость. Таким образом, содержание Р составляет 0,05% или менее. Чтобы обеспечить лучшую свариваемость, содержание Р предпочтительно составляет 0,018% или менее. С другой стороны, Р проявляет эффект повышения прочности стали в результате упрочнения твердого раствора. Для получения этого эффекта Р может содержаться в количестве 0,003% или более.

[0031] (S: 0,01% или менее)

Сера (S) не является существенным элементом и содержится в стали, например, как примесь. С позиции свариваемости лучшим является более низкое содержание S. В частности, когда содержание S составляет более 0,01%, может значительно снижаться свариваемость. Таким образом, содержание S составляет 0,01% или менее. Чтобы обеспечить лучшую свариваемость, содержание S предпочтительно составляет 0,003% или менее и более предпочтительно 0,0015% или менее.

[0032] (N: 0,01% или менее)

Азот (N) не является существенным элементом и содержится в стали, например, как примесь. По соображениям свариваемости лучшим является более низкое содержание N. В частности, когда содержание N составляет более 0,01%, может значительно снижаться свариваемость. Таким образом, содержание N составляет 0,01% или менее. Чтобы обеспечить лучшую свариваемость, содержание N предпочтительно составляет 0,006% или менее.

[0033] Ti, Nb, V, Cr, Mo, Cu, Ni, Са, Mg, REM, Zr, В и Bi не являются существенными элементами и представляют собой произвольно добавляемые элементы, которые надлежащим образом могут содержаться вплоть до определенного количества в качестве предельного в стальной листовой детали и в стальном листе для горячего прессования.

[0034] (Ti: от 0% до 0,20%, Nb: от 0% до 0,20%, V: от 0% до 0,20%, Cr: от 0% до 1,0%, Mo: от 0% до 1,0%, Cu: от 0% до 1,0% и Ni: от 0% до 1,0%)

Каждый из Ti, Nb, V, Cr, Mo, Cu и Ni представляет собой элемент, эффективный для стабильного обеспечения прочности стальной листовой детали. Таким образом, также могут содержаться один или многие элементы, выбранные из группы, состоящей из этих элементов. Однако, когда содержание Ti, Nb и V составляет свыше 0,20%, может становиться затруднительным выполнение горячей прокатки и холодной прокатки для получения стального листа для горячего прессования и, кроме того, может затрудняться стабильное обеспечение прочности. Таким образом, содержание Ti, содержание Nb и содержание V в каждом случае составляют 0,20% или менее. Когда содержание Cr составляет более 1,0%, может становиться затруднительным стабильное обеспечение прочности. Таким образом, содержание Cr составляет 1,0% или менее. Когда содержание Mo превышает 1,0%, может становиться затруднительным выполнение горячей прокатки и холодной прокатки для получения стального листа для горячего прессования. Таким образом, содержание Mo составляет 1,0% или менее. Когда содержание одного из Cu и Ni составляет 1,0%, вышеописанные эффекты могут насыщаться, приводя к экономически неблагоприятным результатам, и может становиться затруднительным проведение горячей прокатки и холодной прокатки для получения стального листа для горячего прессования. Таким образом, содержание Cu и содержание Ni в каждом случае составляют 1,0% или менее. Для стабильного обеспечения прочности стальной листовой детали каждое из содержания Ti, содержания Nb и содержания V предпочтительно составляет 0,003% или более и каждое из содержания Cr, содержания Mo, содержания Cu и содержания Ni предпочтительно составляет 0,005% или более. То есть предпочтительно удовлетворяется по меньшей мере одно условие из «Ti: от 0,003% до 0,20%», «Nb: от 0,003% до 0,20%», «V: от 0,003% до 0,20%», «Cr: от 0,005% до 1,0%», «Mo: от 0,005% до 1,0%», «Cu: от 0,005% до 1,0%» и «Ni: от 0,005% до 1,0%».

[0035] (Ca: от 0% до 0,01%, Mg: от 0% до 0,01%, REM: от 0% до 0,01% и Zr: от 0% до 0,01%)

Каждый из Са, Mg, REM и Zr представляет собой элемент, который проявляет действие, состоящее в содействии регулированию включений, в частности тонкому диспергированию включений, для повышения ударной вязкости. Таким образом, могут содержаться один или многие элементы, выбранные из состоящей из них группы. Однако, когда содержание любого из них составляет более 0,01%, может становиться заметным ухудшение свойств поверхности. Таким образом, каждое из содержания Са, содержания Mg, содержания REM и содержания Zr составляет 0,01% или менее. Чтобы улучшить ударную вязкость, каждое из содержания Са, содержания Mg, содержания REM и содержания Zr предпочтительно составляет 0,0003% или более. То есть удовлетворяется по меньшей мере одно условие из «Са: от 0,0003% до 0,01%», «Mg: от 0,0003% до 0,01%», «REM: от 0,0003% до 0,01%» и «Zr: от 0,0003% до 0,01%».

[0036] REM (редкоземельный металл) обозначает 17 элементов, в совокупности Sc, Y и лантаноиды, и «содержание REM» означает совокупное содержание этих 17 элементов. Лантаноид при промышленном производстве может быть добавлен в форме, например, мишметалла.

[0037] (В: от 0% до 0,01%)

Бор (В) представляет собой элемент, проявляющий эффект усиления ударной вязкости стального листа. Таким образом, бор (В) может содержаться. Однако, когда содержание В составляет более 0,01%, может ухудшаться обрабатываемость в горячем состоянии и может становиться затруднительной горячая прокатка для получения стального листа для горячего прессования. Таким образом, содержание В составляет 0,01% или менее. Для повышения ударной вязкости содержание В предпочтительно составляет 0,0003% или более. То есть содержание В предпочтительно составляет от 0,0003% до 0,01%,

[0038] (Bi: от 0% до 0,01%)

Висмут (Bi) представляет собой элемент, действие которого состоит в обеспечении большей однородности структуры стали и повышении безопасности при столкновениях. Тем самым Bi может содержаться. Однако, когда содержание Bi превышает 0,01%, может ухудшаться обрабатываемость в горячем состоянии и может становиться затруднительной горячая прокатка для получения стального листа для горячего прессования. Поэтому содержание Bi составляет 0,01% или менее. Чтобы улучшить безопасность при столкновениях, содержание Bi предпочтительно составляет 0,0003% или более. То есть содержание Bi предпочтительно составляет от 0,0003% до 0,01%.

[0039] Далее будет описана структура стали в стальной листовой детали согласно варианту исполнения. Эта стальная листовая деталь имеет структуру стали, в которой доля площади феррита на участке поверхностного слоя, протяженного от поверхности до глубины 15 мкм, является равной или меньшей, чем 1,20-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя, за исключением участка поверхностного слоя, и участок внутреннего слоя имеет структуру стали, представляемую в процентах площади: ферритом: от 10% до 70% и мартенситом: от 30% до 90%, совокупной площадью феррита и мартенсита: от 90% до 100%. На участке внутреннего слоя концентрация Mn в мартенсите является равной или большей, чем 1,20-кратная величина концентрации Mn в феррите на участке внутреннего слоя. Участок поверхностного слоя стальной листовой детали подразумевает участок поверхности, протяженный от поверхности до глубины 15 мкм, и участок внутреннего слоя означает область за исключением участка поверхностного слоя. То есть участок внутреннего слоя представляет собой иную область, нежели участок поверхностного слоя стальной листовой детали. Каждое из численных значений, относящихся к структуре стали на участке внутреннего слоя, представляет, например, усредненное значение по всему участку внутреннего слоя по направлению толщины, но оно может быть представлено численным значением, относящимся к структуре стали в точке, где глубина от поверхности стальной листовой детали составляет 1/4 толщины стальной листовой детали (далее эта точка иногда называется «положением на 1/4 глубины»). Например, когда толщина стальной листовой детали составляет 2,0 мм, она может быть представлено численным значением в точке, расположенной на глубине 0,50 мм от поверхности. Это обусловливается тем, что структура стали в положении на 1/4 глубины показывает усредненную структуру стали по направлению толщины стальной листовой детали. Таким образом, в настоящем изобретении доля площади феррита и доля площади мартенсита, измеренные в положении на 1/4 глубины, рассматриваются как доля площади феррита и доля площади мартенсита на участке внутреннего слоя соответственно. Обоснование того, почему участок поверхностного слоя определяется как область поверхности, протяженная от поверхности до глубины 15 мкм, состоит в том, что, по результатам исследований авторов настоящей заявки, максимальная глубина в диапазоне, где происходит обезуглероживание, составляет приблизительно 15 мкм.

[0040] (Доля площади феррита на участке поверхностного слоя: равная или меньшая, чем 1,20-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя)

Когда доля площади феррита на участке поверхностного слоя составляет более, чем 1,20-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя, границы зерен феррита на участке поверхностного слоя могут быть уязвимыми, и ударная вязкость может быть в значительной мере низкой. Таким образом, доля площади феррита на участке поверхностного слоя является равной или меньшей, чем 1,20-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя. Доля площади феррита на участке поверхностного слоя предпочтительно является равной или меньшей, чем 1,18-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя. Когда стальной лист для горячего прессования согласно варианту осуществления настоящего изобретения используют для подвергания горячему прессованию в описываемых позже условиях, беспрепятственное обезуглероживание не происходит и поэтому доля площади феррита на участке поверхностного слоя стальной листовой детали лучше всего является равной или меньшей, чем 1,16-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя.

[0041] Обработка для повышения концентрации углерода (С) вблизи поверхности стального листа, такая как обработка науглероживанием, не выполняется при нагревании в традиционном горячем прессовании. Таким образом, доля площади феррита на участке поверхностного слоя обычно не становится меньшей, чем доля площади феррита на участке внутреннего слоя, и доля площади феррита на участке поверхностного слоя является равной или большей, чем 1,0-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя.

[0042] (Доля площади феррита на участке внутреннего слоя: от 10% до 70%)

На участке внутреннего слоя обеспечивают присутствие определенного количества феррита, чтобы тем самым сделать возможным получение хорошей пластичности. Когда доля площади феррита на участке внутреннего слоя составляет менее 10%, большинство феррита может быть изолировано, затрудняя получение хорошей пластичности. Таким образом, доля площади феррита на участке внутреннего слоя составляет 10% или более. Когда доля площади феррита на участке внутреннего слоя составляет более 70%, мартенсит, будучи упрочняющей фазой, может быть не обеспечен в достаточной мере и может быть затруднительным достижение предела прочности при растяжении 980 МПа или более. Таким образом, доля площади феррита на участке внутреннего слоя составляет 70% или менее. Для обеспечения лучшей пластичности доля площади феррита на участке внутреннего слоя предпочтительно составляет 30% или более.

[0043] (Доля площади мартенсита на участке внутреннего слоя: от 30% до 90%)

На участке внутреннего слоя обеспечивают присутствие определенного количества мартенсита, тем самым делая возможным получение высокой прочности. Когда доля площади мартенсита на участке внутреннего слоя составляет менее 30%, может быть затруднительным обеспечение предела прочности при растяжении 980 МПа или более. Таким образом, доля площади мартенсита на участке внутреннего слоя составляет 30% или более. Когда доля площади мартенсита на участке внутреннего слоя составляет более 90%, доля площади феррита становится меньшей чем 10%, приводя к тому, что может быть затруднительным получение хорошей пластичности, как было описано выше. Таким образом, доля площади мартенсита на участке внутреннего слоя составляет 90% или менее. Для обеспечения хорошей пластичности доля площади мартенсита на участке внутреннего слоя предпочтительно составляет 70% или менее.

[0044] (Совокупная доля площади феррита и мартенсита на участке внутреннего слоя: от 90% до 100%)

Участок внутреннего слоя горячепрессованной стальной листовой детали согласно варианту исполнения предпочтительно состоит из феррита и мартенсита, а именно совокупная доля площади феррита и мартенсита предпочтительно составляет 100%. Однако, в зависимости от условий изготовления, могут содержаться одно или более, выбранное из группы, состоящей из бейнита, остаточного аустенита, цементита и перлита как фаза или структура, иная, нежели феррит и мартенсит. В этом случае, когда доля площади иной фазы или структуры, нежели феррит и мартенсит, составляет более 10%, заданные характеристики в некоторых случаях могут быть не получены вследствие влияния этой фазы или структуры. Соответственно этому доля площади иной фазы или структуры, нежели феррит и мартенсит, на участке внутреннего слоя составляет 10% или менее. То есть совокупная доля площади феррита и мартенсита на участке внутреннего слоя составляет 90% или более.

[0045] В качестве метода измерения доли площади каждой фазы в вышеуказанной структуре стали может быть использован метод, хорошо известный квалифицированному специалисту в этой области технологии. Каждую из долей площади получают, например, как среднее значение величины, измеренной в поперечном сечении перпендикулярно направлению прокатки, и величины, измеренной в поперечном сечении перпендикулярно направлению ширины листа (направлению, которое является перпендикулярным направлению прокатки). Другими словами, долю площади получают, например, как среднее значение величин долей площади, измеренных в двух поперечных сечениях.

[0046] (Концентрация Mn в мартенсите на участке внутреннего слоя: равная или большая, чем 1,20-кратная величина концентрации Mn в феррите на участке внутреннего слоя)

Когда концентрация Mn в мартенсите на участке внутреннего слоя составляет менее 1,20-кратной величины концентрации Mn в феррите на участке внутреннего слоя, доля площади феррита на участке поверхностного слоя неизбежно является высокой, приводя к тому, что может быть не получена хорошая ударная вязкость. Таким образом, концентрация Mn в мартенсите на участке внутреннего слоя является равной или большей, чем 1,20-кратная величина концентрации Mn в феррите на участке внутреннего слоя. Верхний предел этого соотношения не является конкретно ограниченным, но соотношение не превышает 3,0.

[0047] Стальная листовая деталь может быть изготовлена обработкой конкретного стального листа для горячего прессования при заданных условиях.

[0048] Здесь будет описана структура стали и тому подобная в стальном листе для горячего прессования, применяемом для изготовления стальной листовой детали согласно варианту исполнения. Этот стальной лист для горячего прессования имеет структуру стали, содержащую феррит и мартенсит, при совокупной доле площади бейнита и мартенсита от 0% до 10% и доле площади цементита 1% или более. Концентрация Mn в цементите составляет 5% или более.

[0049] (Феррит и цементит)

Феррит и цементит могут присутствовать таким образом, что содержатся в перлите, или могут также присутствовать в структуре стали стального листа для горячего прессования, будучи многофазной структурой из феррита и перлита, и это называется многофазной структурой из феррита, перлита и сфероидизированного цементита. Кроме того, структура стали стального листа для горячего прессования также может содержать мартенсит. Когда совокупная доля площади феррита и цементита составляет менее 90%, существует возможность протекания обезуглероживания во время горячего прессования. Таким образом, совокупная доля площади феррита и цементита предпочтительно составляет 90% или более, включая феррит и цементит, содержащиеся в перлите.

[0050] (Доля площади цементита: 1% или более)

Когда доля площади цементита составляет менее 1%, может существовать вероятность протекания обезуглероживания во время горячего прессования, приводя к тому, что не может быть легко получена хорошая ударная вязкость горячепрессованной стальной листовой детали, изготовленной из этого стального листа для горячего прессования. Таким образом, доля площади цементита составляет 1% или более.

[0051] (Совокупная доля площади бейнита и мартенсита: от 0% до 10%)

Когда совокупная доля площади бейнита и мартенсита составляет более 10%, может быть весьма вероятным протекание обезуглероживания во время горячего прессования, приводя к тому, что не может быть легко получена хорошая ударная вязкость горячепрессованной стальной листовой детали, изготовленной из этого стального листа для горячего прессования. Таким образом, совокупная доля площади бейнита и мартенсита составляет 10% или менее. Бейнит и мартенсит необязательно должны содержаться. Тогда, если совокупная доля площади бейнита и мартенсита составляет 10% или менее, хорошая ударная вязкость может быть получена в горячепрессованной стальной листовой детали, пока содержатся феррит и цементит.

[0052] (Концентрация Mn в цементите: 5% или более)

Когда концентрация Mn в цементите составляет менее 5%, является вероятным протекание обезуглероживания во время горячего прессования, в результате чего может быть не получена хорошая ударная вязкость горячепрессованной стальной листовой детали, изготовленной из этого стального листа для горячего прессования. Таким образом, концентрация Mn в цементите составляет 5% или более.

[0053] Далее будет описан способ изготовления стальной листовой детали согласно варианту исполнения, а именно способ обработки стального листа для горячего прессования. При обработке стального листа для горячего прессования стальной лист для горячего прессования нагревают до температуры в диапазоне от 720°С до точки Ас₃, концентрацию Mn в аустените регулируют до значения, равного или большего, чем 1,20-кратная величина концентрации Mn в феррите, после нагревания проводят горячее прессования и охлаждение до точки Ms при средней скорости охлаждения от 10°С/секунду до 500°С/секунду. Сниженное содержание С на поверхности стального листа для горячего прессования в течение периода времени от завершения нагревания до начала горячего прессования составляет менее 0,0005 мас.%.

[0054] (Температура нагревания стального листа для горячего прессования: диапазон температур от 720°С до точки Ас₃)

Подвергаемый горячему прессованию стальной лист, а именно стальной лист для горячего прессования, нагревают до температуры в диапазоне от 720°С до точки Ас₃. Точка Ас₃ представляет собой температуру (единица: °С), при которой структура стали становится аустенитной однофазной структурой, которая рассчитывается по следующей эмпирической формуле (i).

[0055] Ac₃ =910-203×(C^0,5)-15,2×Ni+44,7×Si+104×V+31,5×Mo-30×Mn-11×Cr-20×Cu+700×P+400×Al+50×Ti (i)

Здесь символ элемента в вышеуказанной формуле показывает содержание (единица: мас.%) каждого элемента в химическом составе стального листа.

[0056] Когда температура нагревания составляет менее 720°С, формирование аустенита, сопровождающее образование твердого