Горячештампованная сталь

Горячештампованная сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к горячештампованной стали, которую получают посредством горячей штамповки.

Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии №2014-073814, поданной 31 марта 2014 г., содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Чтобы реализовать высокую прочность в структурном компоненте, использующемся в автомобилях, может использоваться конструктивная деталь, который получают посредством горячей штамповки. Горячая штамповка представляет собой метод, в котором стальной лист, который нагревают до точки A_c3 или выше, быстро охлаждается путем использования пресс-формы при штамповке стали. То есть, в горячей штамповке одновременно осуществляются прессование и закалка. Методом горячей штамповки возможно получать конструктивную деталь, имеющую высокую правильность формы и высокую прочность. Сталь (горячештампованная сталь), которую получают способом изготовления, включающим в себя горячую штамповку, раскрыта в Патентном документе 1, Патентном документе 2, Патентном документе 3. Горячештампованной сталью, которая раскрыта в Патентных документах, является сталь, которую получают путем осуществления горячей штамповки стального листа, покрытого слоем Zn покрытия для повышения коррозионной стойкости.

[0003] Как описано выше, при горячей штамповке закалку стального листа осуществляют одновременно со штамповкой. Кроме того, горячая штамповка пригодна для получения конструктивной детали, имеющей высокую правильность формы и высокую прочность. Согласно этому, обычно прочность (предел прочности на разрыв) горячештампованной стали составляет вплоть до приблизительно 1500 МПа или выше. Однако в последнее время повысились требования безопасности для столкновения в автомобилях, и, таким образом, может требоваться, чтобы деталь для автомобилей имела ударопоглощающие свойства в аварии помимо прочности. Как правило, материал, имеющий низкую прочность, предпочтителен, чтобы повысить ударопоглощающие свойства. Известно, что в горячештампованной стали прочность может изменяться до определенной степени путем изменения количества легирующих элементов в стальном листе или условий горячей штамповки. Однако в процессе горячей штамповки не является предпочтительным изменять условия горячей штамповки в соответствии с деталью, если полагают, что может вызываться увеличение в нагрузке прессования. Согласно этому, существует требование для горячештампованной стали, которая имеет тот же химический состав, как химический состав горячештампованной стали, в которой получается предел прочности на разрыв приблизительно 1500 МПа или больше посредством закалки в горячем штамповании, имеет коррозионную стойкость, которая равна или выше, чем в предшествующем уровне техники, и имеет прочность приблизительно от 600 МПа до 1450 МПа.

[0004] Однако, способ уменьшения прочности горячештампованной стали не раскрыт в Патентных документах 1-3.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

[0005]

[Патентный документ 1] Нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация №2003-73774

[Патентный документ 2] Нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация №2003-129209

[Патентный документ 3] Нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация №2003-126921

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Настоящее изобретение было создано с учетом вышеописанной проблемы. Целью настоящего изобретения является предложить горячештампованную сталь, которая имеет ударопоглощатющие свойства выше, чем ударопоглощающие свойства горячештампованной стали, имеющей тот же самый состав в предшествующем уровне техники, и включает в себя слой Zn покрытия, превосходного по коррозионной стойкости.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

[0007] Сущность настоящего изобретения заключается в следующем.

(1) Согласно настоящему изобретению, горячештампованная сталь включает в себя: основной металл, который является сталью, имеющей отпущенный участок, имеющий твердость, соответствующую 85% или менее наивысшей закалочной твердости, причем наивысшая закалочная твердость определяется как твердость по Виккерсу в позиции глубины, отстоящей от поверхности на 1/4 толщины листа в случае осуществления закалки в воде после нагревания до температуры равной или выше, чем точка A_c3, и выдержки в течение 30 минут; и слой Zn покрытия, который образуется на упомянутом отпущенном участке основного металла, при этом слой Zn покрытия включает в себя слой твердого раствора, включающего в себя фазу твердого раствора, которая содержит Fe и Zn, который растворен в твердом состоянии в Fe, пластинчатый слой, который включает в себя фазу твердого раствора и прописная гамма фазу (Г-фазу), и доля площади пластинчатого слоя Zn покрытия составляет 20% или менее.

(2) В горячештампованной стали согласно (1) твердость отпущенного участка может составлять 60% или менее наивысшей закалочной твердости, и доля площади пластинчатого слоя в слое Zn покрытия может составлять от 5% до 20%.

(3) В горячештампованной стали согласно (1) или (2) твердость отпущенного участка может составлять 50% или менее наивысшей закалочной твердости.

(4) В горячештампованной стали согласно любому из (1)-(3) твердость отпущенного участка может составлять от 180HV до 450HV.

(5) В горячештампованной стали согласно любому из (1)-(4) горячештампованная сталь может быть получена путем нагревания в течение заданного времени, так чтобы наивысшая температура нагревания являлась температурой точки A_c3 или выше, одновременной механической обработки и закалки посредством штамповки с помощью штампа, и отпуска при заданной температуре отпуска, когда точка A_c1 основного металла представлена как A_c1, температура отпуска представлена как T в градусах °С, и концентрация Zn в твердом растворе Fe-Zn стали после закалки и перед отпуском представлена как С в единицах мас.%, может удовлетворяться следующее условие:

A_c1≥T≥700-4,0× (35,0-C) (a).

(6) В горячештампованной стали согласно (5) температура отпуска может быть от 700°С до температуры для точки A_c1 основного металла.

(7) В горячештампованной стали согласно любому из (1)-(6) часть основного металла может быть отпущенным участком.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Согласно настоящему изобретению возможно предоставить горячештампованную сталь, имеющую ударопоглощающие свойства выше, чем ударопоглощающие свойства горячештампованной стали, имеющей такой же состав в предшествующем уровне техники, и включающей слой Zn покрытия, превосходного по коррозионной стойкости.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] Фиг.1 представляет собой полученное сканирующей электронной микроскопией (СЭМ) изображение поперечного сечения слоя цинкового покрытия и его периферию в случае, когда горячештампованную сталь, включающую в себя слой Zn покрытия, отпускают при 400°С.

Фиг.2 представляет собой СЭМ изображение поперечного сечения слоя цинкового покрытия и его периферию в случае, когда горячештампованную сталь, включающую в себя слой Zn покрытия, отпускают при 500°С.

Фиг.3 представляет собой СЭМ изображение поперечного сечения слоя цинкового покрытия и его периферию в случае, когда горячештампованную сталь, включающую в себя слой Zn покрытия, отпускают при 700°С.

Фиг.4 представляет собой вид, показывающий результаты измерения методом рентгеновской дифракции слоя Zn покрытия, показанного на фиг.1.

Фиг.5 представляет собой вид, показывающий результаты измерения методом рентгеновской дифракции слоя Zn покрытия, показанного на фиг.2.

Фиг.6 представляет собой вид, показывающий результаты измерения методом рентгеновской дифракции слоя Zn покрытия, показанного на фиг.3.

Фиг.7 представляет собой вид, показывающий результаты испытания на стойкость к солевому туману SST (salt spray test) SST горячештампованной стали, которая отпущена при температурах отпуска, отличающихся друг от друга.

Фиг.8 представляет собой бинарную фазовую диаграмму Fe-Zn.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Авторы настоящего изобретения выполнили исследование относительно ударопоглощающих свойств и коррозионной стойкости горячештампованной стали. В результате, авторы настоящего изобретения получили следующие выводы.

[0011] Как описано выше, как правило, ударопоглощающие свойства становятся лучше, когда прочность (предел прочности на разрыв) горячештампованной стали становится ниже. Когда осуществляют отпуск горячештампованной стали, то возможно дополнительно снизить предел прочности на разрыв по сравнению с горячештампованной сталью, имеющий такой же химический состав в предшествующем уровне техники. То есть, возможно увеличивать ударопоглощающие свойства горячештампованной стали.

[0012] Однако, когда отпуск осуществляют относительно горячештампованной стали, включающей в себя слой Zn покрытия, изменяется структура слоя Zn покрытия. Изменение в структуре слоя Zn покрытия имеет влияние на коррозионную стойкость.

[0013]

В предшествующем уровне техники не было описано изменение в слое Zn покрытия при осуществлении отпуска относительно горячештампованной стали, включающей в себя слой Zn покрытия. Согласно этому, авторы настоящего изобретения провели исследование относительно влияния на слой Zn покрытия условий отпуска и влияния на коррозионную стойкость конфигурации слоя Zn покрытия следующим образом.

[0014] Во-первых, изготовили множество стальных листов, которые удовлетворяют описываемому далее, предпочтительному химическому составу, и имеют толщину листа 1,6 мм. Затем, на каждом из стальных листов был образован слой цинкового покрытия путем использования способа горячего цинкования погружением в расплав. Масса покрытия слоя цинкового покрытия составляла 60 г/м². Осуществляли горячую штамповку стального листа, на котором образовали слой цинкового покрытия. Конкретно, стальной лист загружали в нагревательную печь, в которой устанавливали температуру печи в 900°С, которая представляет собой температуру, равную или выше чем температура точки A_c3 для стального листа, и нагревали в течение 4 минут. В это время, температура стального листа достигала 900°С после приблизительно двух минут после его загрузки в печь. После нагревания стальной лист вставляли в плоскую матрицу штампа с рубашкой водяного охлаждения, и горячую штамповку осуществляли для получения горячештампованного листа. Скорость охлаждения во время горячей штамповки составляла 50°С/секунда или более вплоть до точки начала мартенситного превращения даже в части, в которой скорость охлаждения медленная.

Здесь точка A_c1 и точка A_c3 соответственно представляют собой температуру начала аустенитного превращения и температуру завершения аустенитного превращения во время нагревания стального листа. Точка A_c1 и точка A_c3 могут быть определены путем измерения теплового расширения во время нагревания стали в дилатометрическом испытании Formaster и тому подобном. Конкретно, точка A_c1 и точка A_c3 могут быть определены путем наблюдения объемного сжатия во время превращения из феррита в аустенит. Кроме того, точка начала мартенситного превращения может быть определена путем измерения теплового расширения при быстром остывании стали, которая нагрета до температуры аустенизации. Конкретно, точка начала мартенситного превращения может быть определена путем измерения объемного расширения от аустенита к мартенситу.

[0015] Осуществляли отпуск соответствующей полученной горячештампованной стали. Температуру отпуска устанавливали так, чтобы она различалась для соответствующей горячештампованной стали в интервале от 150°С до точки A_c1 основного металла. Время нагревания соответствующей горячештампованной стали во время отпуска устанавливали в 5 минут.

[0016] Осуществляли наблюдение микроструктуры и рентгенодифракционное исследование соответствующего горячештампованного листа, который подвергали воздействию отпуска при соответствующих температурах отпуска. Кроме того, структура слоя Zn покрытия была описана на основе результатов наблюдения микроструктуры и рентгенодифракционного исследования.

Фиг.1 представляет собой изображение поперечного сечения слоя цинкового покрытия горячештампованной стали и его периферии в случае, когда температура отпуска составляет 400°С, и фиг.4 представляет собой результаты рентгенодифракционного измерения от поверхности. Фиг.2 представляет собой изображение поперечного сечения слоя цинкового покрытия горячештампованной стали и его периферии в случае, когда температура отпуска составляет 500°С, и фиг.5 представляет результат рентгенодифракционного измерения от поверхности. Фиг.3 представляет собой изображение поперечного сечения слоя цинкового покрытия горячештампованной стали и его периферии в случае, когда температура отпуска составляет 700°С, и фиг.6 представляет результат рентгенодифракционного измерения от поверхности.

[0017] Исследование микроструктуры поперечного сечения проводили следующим образом. Конкретно, поперечное сечение травили 5% (раствором) ниталь в течение от 20 до 40 секунд, и после травления наблюдали микроструктуру с помощью СЭМ при увеличении в 2000 раз. Присутствует или нет оксидный слой, имеет едва ли какое-либо влияние на прочность или коррозионную стойкость по сравнению с конфигурацией слоя Zn покрытия. Согласно этому, исследование сделали, обратив внимание на слой Zn покрытия.

Рентгенодифракционное исследование проводили с использованием Со трубки. В рентгеновской дифракции, как правило, пика интенсивности α-Fe проявляется при угле дифракции 2Θ=99,7°. Однако, так как количество Zn твердого раствора увеличивается, интенсивность сдвигается в сторону малых улов. Кроме того, пик интенсивности прописная гаммы (Γ) фазы, который представляет интерметаллическое соединение Fe₃Zn₁₀, показывается при угле дифракции 2Θ=94,0°. Прерывистая линия L4 на фиг.4-фиг.6 показывает позицию пика интенсивности фазы α-Fe. Прерывистая линия L3 показывает позицию пика интенсивности фазы твердого раствора, в которой количество Zn твердого раствора является малым (содержание Zn составляет от 5 мас.% до 25 мас.%, и в дальнейшем в этом документе также может называться как "фаза твердого раствора с низким Zn"). Прерывистая линия L2 показывает позицию пика интенсивности фазы твердого раствора, в которой количество Zn твердого раствора является большим (содержание Zn составляет от 25 мас.% до 40 мас.%, и в дальнейшем в этом документе также может называться как "фаза твердого раствора с высоким Zn"). Прерывистая линия L1 показывает позицию пика интенсивности Γ-фазы. Так как позиция пика интенсивности сдвигается от прерывистой линии L4 к прерывистой линии L2, количество Zn твердого раствора в фазе твердого раствора повышается.

[0018] В случае, когда температура отпуска была равна или выше 150°С и ниже 500°С, как показано на фиг.1 и фиг.4, слой Zn покрытия образовал слой 10 твердого раствора. Слой твердого раствора включал в себя фазу твердого раствора с высоким Zn, в которой позицией пика интенсивности является L2, и не содержал Γ-фазу. Позиция 20 на фиг.1 представляет отпущенный участок в основном металле, и позиция 30 представляет слой оксида цинка, образованного на слое Zn покрытия.

[0019] С другой стороны, в случае, когда температура отпуска равна или выше 500°С и ниже 700°С, как показано на фиг.2, в слое Zn покрытия образовался слой 10 твердого раствора и слой пластинчатой структуры (в дальнейшем в этом документе называемый как "пластинчатый слой") 40, который включал в себя Γ-фазу и фазу твердого раствора с низким Zn и образовался на слое 10 твердого раствора. Из результатов рентгенодифракционного исследования, как показано на фиг.5, показаны пик интенсивности (позиция прерывистой линии L3) фазы твердого раствора с низким Zn и пик интенсивности (позиция прерывистой линии L1) Γ-фазы. То есть, слой пластинчатой структуры представлял собой слой (пластинчатый слой) пластинчатой структуры, главным образом, включающий в себя Γ-фазу и фазу твердого раствора с низким Zn.

В случае, когда температура отпуска равна или выше 500°С и ниже 700°С, слой Zn покрытия включал в себя слой твердого раствора 10 (включающий фазу твердого раствора с высоким Zn) с долей площади от 0% до 70%, и пластинчатый слой 40 с долей площади 30% или более.

[0020] Кроме того, в случае, когда температура отпуска составляет от 700°С до точки A_c1 основного металла, как показано на фиг.3, слой Zn покрытия включал незначительное количество пластинчатого слоя 40 на поверхностной стороне слоя, а также слой твердого раствора 10 на нижней стороне (на стальной стороне) пластинчатого слоя 40. Доля площади, занимаемая пластинчатым слоем 40 в слое Zn покрытия, составляла от 5% до 20%. Кроме того, из результатов рентгенодифракционного исследования, как показано на фиг.6, пик интенсивности фазы твердого раствора, которая не определялась в случае, когда температура отпуска составляла от 500°С до ниже 700°С, показался опять в позиции прерывистой линии L2, а пик интенсивности (позиция прерывистой линии L1) Γ-фазы был снижен по сравнению со случаем, когда температура отпуска составляла от 500°С до ниже 700°С.

[0021] Как описано выше, структура слоя Zn покрытия изменяется в зависимости от условий отпуска. Соответственно, исследовали коррозионную стойкость горячештампованной стали, которую подвергали воздействию отпуска при каждой температуре отпуска.

[0022] Коррозионную стойкость оценивали посредством испытания на стойкость к солевому туману SST (salt spray test). Испытание SST проводили следующим образом.

Заднюю поверхность и торцевую поверхность листообразной горячештампованной стали, отпущенной при каждой температуре отпуска, изолировали с помощью полиэфирной ленты. Затем, поверхность каждого стального листа подвергали испытанию, определенному стандартом JIS Z2371 ″salt water spray test method″ ("Метод испытания на стойкость к солевому туману"), в течение 6 дней (144 часов). Была получена коррозионная потеря массы стали после испытания, чтобы получить фиг.7. Фиг.7 представляет собой изображение, показывающее коррозионную потерю массы (г/м²) горячештампованной стали после SST испытания (испытания на стойкость к солевому туману).

[0023] Горизонтальная ось на фиг.7 представляет собой температуру отпуска (°C), а вертикальная ось представляет собой коррозионную потерю массы (г/м²). Обращаясь к фиг.7, коррозионная потеря массы горячештампованной стали, в которой температуру отпуска устанавливали от 200°C до 400°C, а также 700°C, была на том же уровне, как в горячештампованной стали, которую не подвергали воздействию отпуска, и составляла 130 г/м² или менее. С другой стороны в горячештампованной стали, в которой температуру отпуска устанавливали от 500°C до 600°C, коррозионная потеря массы слоя Zn покрытия была значительно выше по сравнению с горячештампованной сталью, которая не подвергалась воздействию отпуска.

То есть, в слое Zn покрытия, в котором доля площади пластинчатого слоя составляет 20% или менее, возможно сохранять ту же самую коррозионную стойкость, как в горячештампованной стали, которая не подвергалась воздействию отпуска.

[0024] Из вышеприведенных результатов доказали, что коррозионная стойкость может сохраняться, когда доля площади пластинчатого слоя составляет 20% или менее (включая 0%) в слое Zn покрытия, который включает в себя слой твердого раствора и пластинчатый слой.

[0025] Кроме того, поверхность горячештампованной стали, которая применяется в детали для автомобилей, может часто подвергаться покраске. Во время покраски поверхность с высокой способностью к обработке химической конверсией имеет высокую адгезионную способность пленки. Таким образом, способность к обработке химической конверсией оценивали относительно слоев Zn покрытия, которые различаются по относительной площади пластинчатого слоя. В результате, авторы настоящего изобретения получили следующий вывод. Конкретно, когда слой Zn покрытия включает в себя пластинчатый слой с долей площади 5% или выше, способностью к обработке химической конверсией улучшается.

[0026] Далее, горячую штамповку осуществляли путем использования тех же сырьевых материалов в таких же условиях, за тем исключением, что время нагревания в процессе горячей штамповки устанавливали от 6 минут до 8 минут. Кроме того, влияние условий отпуска на слой покрытия оценивали относительно соответствующей горячештампованной стали.

[0027] Осуществляли отпуск соответствующей горячештампованной стали, которая была произведена. Температуру отпуска устанавливали, чтобы она различалась для соответствующей горячештампованной стали в интервале от 150°C до температуры точки A_c1 основного металла. Время нагревания соответствующей горячештампованной стали в процессе отпуска устанавливали в 5 минут.

[0028] Как описано выше, в случае, когда устанавливали время нагревания в 4 минуты в процессе горячей штамповки, когда температура отпуска составляла от 500°C до 700°C, доля площади пластинчатого слоя составляла 30% или больше. Однако, в случае, когда устанавливали время нагревания в процессе горячей штамповки в 6 минут, даже когда температура отпуска составляла от 500°C до 690°C, доля площади пластинчатого слоя в слое Zn покрытия составляла от 5% до 20%. Кроме того, в случае, когда устанавливали время нагревания в процессе горячей штамповки в 8 минут, даже когда температура отпуска составляла 520°C или 680°C, доля площади пластинчатого слоя в слое Zn покрытия составляла от 5% до 20%.

Как описано выше, даже при той же температуре отпуска, доля площади пластинчатого слоя изменялась в зависимости от времени нагревания в процессе горячей штамповки. Причиной считается следующее. Конкретно, во время нагревания при горячей штамповке степень легирования Zn слоя Zn покрытия и Fe в сталь, как основной металл (конкретно, отношение между Fe и Zn в твердом растворе Fe-Zn) изменяется в зависимости от времени нагревания. Это, как считают, возникает из-за того что движущая сила для двухфазного разделения из фазы твердого раствора на фазу твердого раствора с низким Zn и Γ-фазу в процессе отпуска уменьшается в зависимости от степени легирования.

Авторы настоящего изобретения провели дополнительное исследование и в результате получили следующий вывод. Конкретно, когда концентрация (мас.%) Zn в твердом растворе Fe-Zn после горячей штамповки и перед отпуском установлена как С и температура отпуска установлена как T, в случае, если концентрация С (мас.%) Zn в твердом растворе Fe-Zn после горячей штамповки, и температура отпуска T (°C) удовлетворяют следующему условию 1 или условию 2, доля площади пластинчатого слоя в Zn покрытии становится 20% или менее. Кроме того, в случае, если следующее уравнение 1 удовлетворяется, доля площади пластинчатого слоя становится от 5% до 20%.

A_c1≥T≥700-4,0×(35,0-C) (1)

T≤500+8,0×(32,5-C) (2)

При условии, что в уравнении 2, в случае, где С составляет 32,5 или больше, С установлено в 32,5.

Предпочтительно удовлетворяется выражение T≥700 или выражение T<500.

Что касается концентрации (мас.%) Zn в твердом растворе Fe-Zn после горячей штамповки и перед отпуском, 5 произвольных мест на поперечном сечении Zn покрытия измеряют с помощью электронный микрозондового анализа EPMA, и среднее содержание Zn в 5 местах может быть установлено как концентрация Zn в твердом растворе Fe-Zn. В случае осуществления анализа EPMA поперечного сечения Zn покрытия эффективно то, что образец заделывают в смолу, образец полируют, а также образец травят с использованием ионов аргона и тому подобного.

[0029] Для того чтобы обеспечить ударопоглощающие свойства, которые превосходят ударопоглощающие свойств горячештампованной стали, имеющей тот же химический состав в предшествующем уровне техники, для прочности необходимо, чтобы она была ниже, чем прочность (предел прочности на разрыв) после горячей штамповки. Авторы настоящего изобретения оценили твердость отпущенного участка основного металла в горячештампованной стали, которая подвергнута воздействию отпуска при каждой температуре отпуска.

[0030] Во время горячей штамповки стальной лист одновременно штампуют и закаливают с использованием штампа. Согласно этому, структура горячештампованной стали становится закаленной структурой. В этом варианте осуществления твердость по Виккерсу, которая получается нагреванием стали при температуре равной или выше, чем температура аустенизации (точка A_c3) в течение 30 минут, а также воздействием на сталь закалки в воде, определяется как "наивысшая закалочная твердость". Считается, что наивысшая закалочная твердость является приблизительно такой же, как твердость стали после горячей штамповки. Согласно этому, в случае, когда твердость отпущенного участка горячештампованной стали меньше, чем наивысшая закалочная твердость, которая получается путем проведения измерения вышеупомянутым методом у стали, имеющей тот же химический состав, можно сказать, что ударопоглощающие свойства улучшаются.

Таким образом, измеряли твердость по Виккерсу отпущенного участка основного металла в горячештампованной стали, которую подвергали воздействию отпуска при каждой температуре отпуска. К тому же, сталь, имеющую тот же химический состав, нагревали при температуре аустенизации или выше в течение 30 минут и подвергали воздействию закалки в воде. Затем, как наивысшую закалочную твердость, измеряли твердость по Виккерсу на глубине, отстоящей от поверхности на 1/4 толщины листа.

В результате, можно было видеть, что если температура отпуска выше 300°C, то твердость отпущенного участка составляет 85% или менее наивысшей закалочной твердости. Кроме того, можно видеть, что если температура отпуска удовлетворяет условию 1, то твердость отпущенного участка становится 60% или менее наивысшей закалочной твердости, и если температура отпуска составляет 700°C или выше, то твердость отпущенного участка становится 50% или менее наивысшей закалочной твердости.

[0031] Соответственно, если температура отпуска выше 300°C и ниже 500°C или удовлетворяет условию 1, то прочность горячештампованной стали снижается, а коррозионная стойкость сохраняется. Кроме того, если температура отпуска удовлетворяет уравнению 1, то способность к обработке химической конверсией дополнительно улучшается. Более предпочтительно температура отпуска составляет 700°C или выше.

[0032] В дальнейшем в этом документе будет дано описание горячештампованной стали согласно варианту осуществления настоящего изобретения (может также называться как "горячештампованная сталь согласно этому варианту осуществления").

Горячештампованная сталь согласно этому варианту осуществления имеет следующие характеристики.

(a) Горячештампованная сталь включает в себя: основной металла, которым является сталь, имеющая отпущенный участок с твердостью, соответствующей 85% или менее наивысшей закалочной твердости, причем наивысшая закалочная твердость определяется как твердость по Виккерсу в позиции глубины, отстоящем от поверхности на 1/4 толщины листа в случае осуществления закалки в воде после нагревания при температуре равной или выше точки A_c3 и выдержки в течение 30 минут; и слой Zn покрытия, который образован на отпущенном участке основного металла. Твердость отпущенного участка составляет предпочтительно 60% или менее наивысшей закалочной твердости, и составляет более предпочтительно 50% или менее.

(b) Слой Zn покрытия включает в себя слой твердого раствора, включающий в себя фазу твердого раствора, которая содержит Fe и Zn, который растворен в твердом состоянии в Fe, и пластинчатый слой, который содержит фазу твердого раствора и прописная гамма фазу.

(c) Доля площади пластинчатого слоя в слое Zn покрытия составляет 20% или менее, и составляет предпочтительно от 5% до 20%.

Характеристики основаны на вышеописанном выводе.

[0033] Основной металл

Основной металл представляет собой сталь, и стальной лист формируется, например, горячей штамповкой. Кроме того, основной металл имеет отпущенный участок. Отпущенный участок представляет собой участок, имеющий твердость (твердость по Виккерсу) соответствующую 85% или менее наивысшей закалочной твердости стали. Наивысшая закалочная твердость представляет собой твердость по Виккерсу в позиции глубины, отстоящем от поверхности на 1/4 толщины листа в случае осуществления закалки в воде после нагревания при температуре равной или выше чем температуры аустенизации в течение 30 минут. Наивысшая закалочная твердость может быть измерена путем использования другой стали (стали отличной от горячештампованной стали, имеющей отпущенный участок), имеющей тот же химический состав.

В горячештампованной стали согласно этому варианту осуществления основной металл имеет отпущенный участок, имеющий твердость, соответствующую 85% или менее наивысшей закалочной твердости, и, таким образом, прочность на разрыв меньше по сравнению с горячештампованной стали, которая имеет тот же химический состав, и не подвергается воздействию отпуска. В результате, ударопоглощающие свойства являются превосходными.

Мартенсит представляет собой структуру, у которой твердость является высокой, и ее твердость сильно снижается посредством отпуска. Когда основной металл имеет химический состав, в котором мартенситное превращение имеет место при воздействии закалки в воде, для основного металла легко получить отпущенный участок, имеющий твердость, соответствующую 85% или менее наивысшей закалочной твердости. Таким образом, предпочтительно, чтобы основной металл имел химический состав, в котором мартенситное превращение имеет место в случае воздействия закалкой в воде от температуры равной или выше чем точка A_c3. Кроме того, предпочтительно, что отпущенный участок включает в себя 95% или больше отпущенного мартенсита и менее 5% остаточного аустенита в пересчете на об.%.

[0034] Не является необходимым ограничивать химический состав основного металла. Однако предпочтительно, чтобы основной металла имел, например, следующий химический состав. В случае, где основной металл имеет следующий химический состав, предпочтительно получать механические характеристики, которые подходят для использования в детали для автомобилей. Кроме того, предпочтительно предусматривать отпущенный участок, имеющий твердость соответствующую 85% или менее наивысшей закалочной твердости. В дальнейшем в этом документе %, относящийся к элементу, представляет мас.%.

[0035] C: 0,05%-0,4%

Углерод (С) является элементом, который увеличивает прочность сталь (горячештампованной стали) после горячей штамповки, когда содержание С является слишком маленьким, трудно получать вышеупомянутый эффект. Согласно этому, предпочтительно, чтобы нижний предел содержания С был установлен в 0,05%, чтобы получать эффект, и более предпочтительно 0,1%. С другой стороны, когда содержание С слишком высокое, снижается ударная вязкость стального листа. Соответственно, предпочтительно, чтобы верхний предел содержания С был установлен в 0,04%, и более предпочтительно 0,35%.

[0036] Si: 0,5% или менее

Кремний (Si) является элементом, который неизбежно содержится в стали. Кроме того, Si имеет эффект раскисления сталь. Согласно этому, содержание Si может быть установлено в 0,05% или больше для раскисления. Однако, когда содержание Si большое, Si в стали диффундирует во время нагревания при горячей штамповке, и, таким образом, оксид образуется на поверхности стального листа. Оксид снижает способность подвергаться фосфатной обработке. Более того, Si имеет функцию повышения точки A_c3 стального листа. Когда точка A_c3 стального листа повышается, есть опасение, что температура нагревания во время горячей штамповки превышает температуру испарения Zn покрытия. В случае, когда содержание Si больше 0,5% вышеупомянутая проблема становится значительной, и, таким образом, предпочтительно, чтобы верхний предел содержания Si был установлен в 0,5%, и более предпочтительно в 0,3%.

[0037] Mn: 0,5%-2,5%

Марганец (Mn) является элементом, который повышает закаливаемость стали и повышает прочность горячештампованной стали. Предпочтительно, чтобы нижний предел содержания Mn был установлен 0,5% для получения этого эффекта, и более предпочтительно 0,6%. С другой стороны, даже когда содержание Mn составляет больше 2,5%, эффект достигает предельной величины. Соответственно, предпочтительно, чтобы верхний предел содержания Mn был установлен в 2,5%, и более предпочтительно составляет 2,4%.

[0038] P: 0,03%

Фосфор (P) является примесью, которая содержится в стали. P сегрегируется к границам зерен и ухудшает ударную вязкость и сопротивление замедленному разрушению стали. Согласно этому, предпочтительно, чтобы содержание P было как можно более низким. Однако в случае, когда содержание P больше 0,03%, действие P становится существенным, и, таким образом, содержание P может быть установлено в 0,03% или менее.

[0039] S: 0,010% или менее

Сера (S) является примесью, которая содержится в стали. S образует сульфид, и ухудшает ударную вязкость и сопротивление замедленному разрушению стали. Согласно этому, предпочтительно, чтобы содержание S было как можно более низким. Однако в случае, когда содержание S больше чем 0,01%, действие S становится существенным, и, таким образом, содержание S может быть установлено в 0,010% или менее.

[0040] Раств.Al: 0,10% или менее

Алюминий (Al) является элементом, который является эффективным для раскисления стали. Чтобы получать этот эффект, нижний предел содержания Al может быть установлен в 0,01%. Однако, когда содержание Al слишком большое, точка A_c3 стального листа повышается, а температура нагревания, необходимая во время горячей штамповки, может превышать температуру испарения Zn покрытия. Соответственно, предпочтительно, чтобы верхний предел содержания Al был установлен в 0,10%, и более предпочтительно 0,05%. Содержание Al в этом варианте осуществления является содержанием кислоторастворимого Al.

[0041] N: 0,010%

Азот (N) является примесью, которая неизбежно содержится в стали. N является элементом, который образует нитрид, и ухудшает ударную вязкость стали. Кроме того, в случае, когда содержится B, N соединяется с B и уменьшает количество B в твердом растворе. Когда количество B уменьшается, ухудшается способность к закалке. По вышеупомянутой причине предпочтительно, чтобы содержание N было как можно более низким. Однако, когда содержание N больше чем 0,010%, действие N становится существенным, и, таким образом, содержание азота может быть установлено в 0,010% или менее.

[0042] Например, участок основного металла горячештампованной стали согласно этому варианту осуществления может иметь химический состав, включающий в себя вышеупомянутые элементы, а также Fe и примеси, как остальное. Однако участок основного металла горячештампованной стали согласно этому варианту осуществления может дополнительно содержать один или более типов произвольных элементов, выбранных из B, Ti, Cr, Mo, Nb, а также Ni, вместо части Fe, в химическом составе в следующем интервале, чтобы улучшить прочность или ударную вязкость.

В этом варианте осуществления примесь представляет материал, который поступает из руды или скрапа, как сырьевого материала во время промышленного производства стального материала, или из-за условий производства и тому подобного.

[0043] B: 0,0001%-0,0050%

Бор (B) улучшает способность стали к закалке, а также увеличивает прочность горячештампованной стали. Согласно этому, предпочтительный нижний предел содержания B составляет 0,0001% для получения эффекта. Однако, когда содержание слишком высокое, эффект достигает предельной величины. Соответственно, даже в случае, когда содержится B, предпочтительно, чтобы верхний предел был установлен в 0,0050%.

[0044] Ti: 0,01%-0,10%

Титан (Ti) соединяется с N и образует нитрид (TiN). В результате, связывание B с N ограничено, и, таким образом, возможно ограничивать ухудшение способности к обработке закалкой, которое вызывается образованием BN. Кроме того, TiN является причиной мелкого размера аустенитного зерна в процессе нагревания в горячей штамповке из-за эффекта закрепления, и увеличивает ударную вязкость стали и тому подобное. Для получения этого эффекта предпочтительный нижний предел содержания составляет 0,01%. Однако, когда содержание Ti слишком высоко