Горячеформованный элемент и способ его изготовления

Горячеформованный элемент и способ его изготовления

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к горячеформованному элементу, используемому в механических конструктивных компонентах, например, таких как конструктивные компоненты кузова и компоненты днища транспортного средства, и к способу его изготовления. А именно, настоящее изобретение относится к горячеформованному элементу, имеющему превосходную пластичность, при которой общее удлинение, полученное в ходе испытания на растяжение, больше или равно 15% при сохранении прочности на растяжение от 900 МПа до 1300 МПа, и превосходные ударные свойства, при которых ударная вязкость, полученная в ходе испытания по Шарпи при 0°С, больше или равна 20 Дж/см², а также к способу его изготовления.

Уровень техники

В последние годы, чтобы уменьшить массу транспортного средства, предпринимаются попытки уменьшить массу стальных изделий, используемых в кузове автомобиля, путем повышения их прочности. В стальных листах, которые широко используются в областях техники, относящихся к транспортным средствам, из-за увеличения их прочности снижается формуемость при штамповке, и, соответственно, трудно изготовить элемент, имеющий сложную форму. А именно, из-за увеличения прочности стальных листов снижается их пластичность, и, соответственно, происходит разрушение в той области элемента, которая подвергается обработке с высокой степенью обработки и/или в элементе значительно увеличиваются пружинистость и коробление стенки, что приводит к ухудшению точности формы элемента. Поэтому нелегко изготовить элемент, имеющий сложную форму, путем применения штамповки стального листа, имеющего высокую прочность, в частности, прочность на растяжение, которая больше или равна 900 МПа. При замене штамповки на роликовое профилирование можно обрабатывать стальной лист, имеющий высокую прочность, но роликовое профилирование можно применять только при изготовлении элемента, имеющего неизменное поперечное сечение в продольном направлении.

В то же время, как описано в Патентном документе 1, в способе, называемом горячей штамповкой, который заключается в выполнении штамповки нагретого стального листа, можно сформировать элемент, имеющий сложную форму, из высокопрочного стального листа с превосходной точностью формы. Это связано с тем, что на этапе горячей штамповки стальной лист обрабатывают в состоянии нагрева до высокой температуры, поэтому во время обработки стальной лист размягчается и имеет высокую пластичность. При горячей штамповке также можно получить высокопрочный элемент за счет мартенситного превращения, путем нагрева стального листа до области с одной фазой аустенита перед штамповкой и быстрого охлаждения (закалки) стального листа в матрице после штамповки. Поэтому способ горячей штамповки является превосходным способом формования, который гарантирует в одно и то же время высокую прочность элемента и формуемость стального листа.

В Патентном документе 2 описан способ закалки перед штамповкой для получения высокопрочного элемента путем формования стального листа при комнатной температуре в заранее определенную форму, нагрева полученного элемента до аустенитной области и быстрого охлаждения элемента в матрице. При выполнении способа закалки после штамповки, являющегося одним из вариантов горячей штамповки, можно предотвратить деформацию элемента из-за искажения при нагреве, за счет удерживания элемента в матрице. Способ закалки после штамповки является превосходным способом формования для достижения высокой прочности элемента и высокой точности формы.

Однако в последние годы для горячеформованного элемента также требуется достижение превосходного поглощения удара. То есть в горячеформованном элементе требуется достижение как превосходной пластичности, так и превосходных ударных свойств. Трудно достичь таких требований при помощи технологий, известных в данной области техники, которые представлены в Патентном документе 1 и Патентном документе 2. Это связано с тем, что металлографическая микроструктура элемента, полученная при помощи технологий, известных в данной области техники, содержит, по существу, одну мартенситную фазу.

Поэтому в Патентном документе 3 описана технология получения элемента, имеющего высокую прочность и превосходную пластичность, путем нагрева стального листа до температурной области с двумя фазами, феррита и аустенита, чтобы выполнить штамповку стального листа в состоянии, когда его металлографическая микроструктура характеризуется наличием двух фаз, феррита и мартенсита, быстрого охлаждения стального листа в матрице и изменения металлографической микроструктуры стального листа до микроструктуры с двумя фазами, феррита и аустенита. Однако так как удлинение элемента, получаемого по этой технологии, меньше или равно приблизительно 10%, пластичность элемента, описанного в Патентном документе 3, является недостаточно высокой. Необходимо, чтобы такой элемент, который требуется в области техники, относящейся к транспортным средствам, и от которого требуется превосходное поглощение удара, имел более высокую пластичность, чем элемент, описанный выше, а именно, имел удлинение, которое больше или равно 15%. Предпочтительно его удлинение больше или равно 18% и более предпочтительно – больше или равно 21%.

Возможно значительно повысить пластичность элемента, получаемого при помощи способа горячей штамповки, путем применения в нем способа управления микроструктурой для стали с пластичностью, наведенной превращением (TRIP-сталь), и стали с закалкой и перераспределением (Q&P-сталь). Это связано с тем, что в металлографической микроструктуре элемента возникает остаточный аустенит из-за специфической термической обработки, которая будет рассмотрена позднее.

В Патентном документе 4 описана технология получения элемента, имеющего высокую прочность и превосходную пластичность, путем нагрева стального листа, полученного с предварительным активным добавлением Si и Mn, до температурной области наличия двух фаз, феррита и аустенита, и одновременного выполнения штамповки и быстрого охлаждения стального листа с использованием устройства глубокой вытяжки, чтобы преобразовать металлографическую микроструктуру получаемого элемента в многофазную, содержащую феррит, мартенсит и аустенит. Чтобы вызвать наличие аустенита в металлографической микроструктуре элемента, необходимо выполнить для стального листа обработку изотермической выдержкой при температуре от 300°С до 400°С, то есть, аустемперинг. Соответственно, необходимо, нагревать матрицу устройства глубокой вытяжки в Патентном документе 4 до температуры от 300°С до 400°С. В дополнение к этому, как описано в примерах в Патентном документе 4, необходимо, чтобы элемент находился в матрице в течение приблизительно 60 секунд. Однако в случае выполнения аустемперинга значительно изменяется не только прочность стального листа на растяжение, но также и его удлинение, в зависимости от температуры выдержки и времени выдержки. Соответственно, в случае выполнения аустемперинга трудно гарантировать устойчивые механические свойства. В случае выполнения аустемперинга для стали, содержащей большое количество Si, например, того типа, который, соответствует целям настоящего изобретения, в металлографической микроструктуре легко возникает мартенсит со значительной твердостью, и из-за этого мартенсита значительно ухудшаются ударные свойства элемента.

В Патентном документе 5 описана технология получения элемента, имеющего высокую прочность и превосходную пластичность, путем нагрева стального листа, полученного с предварительным активным добавлением Si и Mn, до температурной области наличия двух фаз или зоны наличия одной фазы аустенита, выполнения для стального листа в одно и то же время формования и быстрого охлаждения до заранее определенной температуры, и повторного нагрева полученного элемента для изменения его металлографической микроструктуры на многофазную, содержащую мартенсит и аустенит. Однако при способе изготовления при помощи описанной выше технологии прочность элемента на растяжение значительно изменяется в зависимости от условий быстрого охлаждения, а именно, температуры, при которой охлаждение прекращается. В описанном выше способе изготовления неизбежно появление сопутствующей проблемы, такой как значительная трудность управления температурой прекращения охлаждения. В отличие от способа изготовления горячеформованного элемента, известного в данной области техники, в способе изготовления, описанном в Патентном документе 5, необходимо выполнение дополнительного этапа термической обработки, например, повторного нагрева. Поэтому при выполнении способа изготовления, описанного в Патентном документе 5, производительность является очень низкой по сравнению с производительностью при выполнении способа изготовления горячеформованного элемента, известного в данной области техники. В дополнение к этому, как рассмотрено в примерах в Патентном документе 5, при выполнении описанного в нем способа изготовления необходимо нагревать стальной лист до высокой температуры, и, соответственно, в металлографической микроструктуре элемента возникают редко распределенные вторые фазы, например, мартенсит. Это вызывает проблему в виде значительного ухудшения ударных свойств элемента.

Таким образом, необходимо заново разработать способ горячего формования для получения элемента из стального листа, содержащего остаточный аустенит, без использования способа управления микроструктурой для TRIP-стали и Q&P-стали.

В то же время сталь, которая имеет как превосходную прочность, так и превосходную пластичность, получают путем выполнения термической обработки низкоуглеродистой стали, полученной путем активного добавления Mn, вблизи температуры А₁. Например, в Непатентном документе 1 описана сталь, содержащая несколько десятков % остаточного аустенита и имеющая высокую прочность и превосходную пластичность, которую получают путем выполнения горячей прокатки сплава с 0,1% С и 5% Mn и последующего повторного нагрева.

Документы для известного уровня техники

Патентные документы

Патентный документ 1: Патент Великобритании № 1490535

Патентный документ 2: Нерассмотренная заявка на японский патент, первая публикация № Н10-96031

Патентный документ 3: Нерассмотренная заявка на японский патент, первая публикация № 2010-65292

Патентный документ 4: Опубликованный японский перевод № 2009-508692 международной заявки РСТ

Патентный документ 5: Нерассмотренная заявка на японский патент, первая публикация № 2011-184758

Непатентный документ

Непатентный документ 1: Journal of the Japan Society for Heat Treatment (Журнал японского общества по термической обработке), Vol. 37 No. 4 (1997), p. 204

Сущность изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Аналогично способу, описанному в Непатентном документе 1, можно изготовить горячеформованный элемент, содержащий остаточный аустенит, за счет оптимизации химического состава этого горячеформованного элемента и строгого контроля температуры термической обработки на этапе горячего формования вблизи температуры А₁. Однако в способе, описанном в Непатентном документе 1, время нагрева значительно влияет на прочность на растяжение и удлинение. Необходимо выполнять нагрев в течение 30 минут или дольше, чтобы ограничить изменение получаемых прочности на растяжение и удлинения. Такая операция управления микроструктурой путем выполнения нагрева в течение длительного периода времени не может быть применена для технологии производства горячеформованного элемента, если учитывать производительность и качество поверхности элемента. В дополнение к этому, при выполнении способа, описанного в Непатентном документе 1, цементит, как правило, практически не растворяется, и, соответственно, легко предположить, что ударные свойства горячеформованного элемента, полученного по этой технологии, являются недостаточными.

Как описано выше, технология массового производства элемента, который изготавливается путем горячего формования, имеет прочность на растяжение, больше или равную 900 МПа, а также превосходные пластичность и ударные свойства, еще не создана.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение горячеформованного элемента, имеющего прочность на растяжение, больше или равную 900 МПа, а также превосходные пластичность и ударные свойства, который невозможно было производить массово в данной области техники, как описано выше, а также способа его изготовления.

Средства решения проблемы

Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования, чтобы улучшить пластичность и ударные свойства горячеформованного элемента, имеющего прочность на растяжение, которая больше или равна 900 МПа, и обнаружили, что пластичность и ударные свойства горячеформованного элемента значительно улучшаются за счет 1) увеличения содержания Si в горячеформованном элементе до уровня выше, чем в типичном стальном листе для горячего формования, и 2) изменения металлографической микроструктуры горячеформованного элемента в металлографическую микроструктуру, в которой имеется заранее определенное количество аустенита, а также в полной мере присутствуют мелкозернистый аустенит и мелкозернистый мартенсит. В дополнение к этому, авторы настоящего изобретения обнаружили, что такая металлографическая микроструктура достигается за счет использования в качестве исходного материала для горячеформованного элемента базового стального листа, имеющего тот же химический состав, что и у описанного выше горячеформованного элемента, и имеющего металлографическую микроструктуру, в которой имеются бейнит и/или мартенсит, и в которой частицы цементита присутствуют с заранее определенной численной плотностью, и за счет оптимизации условий термической обработки во время горячего формования.

Настоящее изобретение создано на основе указанной выше обнаруженной информации и имеет следующие характеристики.

(1) Аспектом настоящего изобретения является горячеформованный элемент, имеющий химический состав с содержанием в процентах по массе С: 0,05%-0,40%; Si: 0,5%-3,0%; Mn: 1,2%-8,0%; Р: 0,05% или менее; S: 0,01% или менее; раств. Al: 0,001%-2,0%; N: 0,01% или менее; Ti: 0%-1,0%; Nb: 0%-1,0%; V: 0%-1,0%; Cr: 0%-1,0%; Мо: 0%-1,0%; Cu: 0%-1,0%; Ni: 0%-1,0%; Са: 0%-0,01%; Mg: 0%-0,01%; РЗМ (REM, Rear-Earth Metals - Редкоземельные металлы): 0%-0,01%; Zr: 0%-0,01%; В: 0%-0,01%; Bi: 0%-0,01%, остальное – Fe и примеси, причем горячеформованный элемент имеет металлографическую микроструктуру с содержанием аустенита с относительной площадью от 10% до 40%, при которой общая численная плотность частиц аустенита и частиц мартенсита больше или равна 1,0 частица на мкм², и имеет прочность на растяжение, составляющую от 900 МПа до 1300 МПа.

(2) В горячеформованном элементе по п. (1) химический состав может включать в себя один, два или более химических элементов, выбранных из группы, состоящей из (с содержанием в процентах по массе) Ti: 0,003%-1,0%; Nb: 0,003%-1,0%; V: 0,003%-1,0%; Cr: 0,003%-1,0%; Мо: 0,003%-1,0%; Cu: 0,003%-1,0% и Ni: 0,003%-1,0%.

(3) В горячеформованном элементе по п. (1) или абзацу (2) химический состав может включать в себя один, два или более химических элементов, выбранных из группы, состоящей из (с содержанием в процентах по массе) Са: 0,0003%-0,01%; Mg: 0,0003%-0,01%; РЗМ: 0,0003%-0,01% и Zr: 0,0003%-0,01%.

(4) В горячеформованном элементе по любому из пп. с (1) по (3) химический состав может включать в себя (с содержанием в процентах по массе) В: 0,0003%-0,01%.

(5) В горячеформованном элементе по любому из пп. с (1) по (4) химический состав может включать в себя (с содержанием в процентах по массе) Bi: 0,0003%-0,01%.

(6) Другим аспектом настоящего изобретения является способ изготовления горячеформованного элемента, включающий в себя этапы, на котороых: нагревают базовый стальной лист, имеющий химический состав, идентичный химическому составу горячеформованного элемента, соответствующего любому из пп. с (1) по (5), где содержание Mn составляет от 2,4% до 8,0% по массе, и имеющий металлографическую микроструктуру, в которой общая относительная площадь бейнита и/или мартенсита больше или равна 70%, и частицы цементита присутствуют с численной плотностью, больше или равной 1,0 частица на мкм², до температуры, которая больше или равна 670°С и меньше 780°С, и которая меньше температуры Ас₃; выдерживают температуру базового стального листа таким образом, чтобы она была больше или равна 670°С и меньше 780°С и была меньше температуры Ас₃, в течение 2 - 20 минут; выполняют горячее формование базового стального листа; и охлаждают базовый стальной лист в условиях, в которых средняя скорость охлаждения в области температур 600°С-150°С составляет от 5°С/с до 500°С/с.

(7) Еще одним аспектом настоящего изобретения является способ изготовления горячеформованного элемента, включающий в себя этапы, на которых: нагревают базовый стальной лист, имеющий химический состав, идентичный химическому составу горячеформованного элемента, соответствующего любому из пп с (1) по (5), где содержание Mn больше или равно 1,2% и меньше 2,4% по массе, и имеющий металлографическую микроструктуру, при которой общая относительная площадь бейнита и/или мартенсита больше или равна 70%, и частицы цементита присутствуют с численной плотностью, больше или равной 1,0 частица на мкм², до температуры, которая больше или равна 670°С и меньше 780°С, и которая меньше температуры Ас₃; выдерживают температуру базового стального листа таким образом, чтобы она была больше или равна 670°С и меньше 780°С и была меньше температуры Ас₃, в течение 2-20 минут; выполняют горячее формование базового стального листа; и охлаждают базовый стальной лист в условиях, в которых средняя скорость охлаждения в области температур 600°С-500°С составляет от 5°С/с до 500°С/с, и средняя скорость охлаждения при температуре, которая меньше 500°С и больше или равна 150°С, составляет от 5°С/с до 20°С/с.

Эффекты от применения изобретения

Настоящее изобретение позволяет получить преимущество, заключающееся в том, что для практического использования можно изготовить горячеформованный элемент, имеющий прочность на растяжение, которая больше или равна 900 МПа, превосходную пластичность и превосходные ударные свойства.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 приведена технологическая схема способа изготовления, соответствующего настоящему изобретению.

Вариант реализации изобретения

Далее будут описаны горячеформованный элемент, соответствующий одному варианту воплощения настоящего изобретения, и способ его изготовления, которые достигнуты на основе указанной выше обнаруженной информации. В приведенном далее описании в качестве горячего формования, как пример, будет описана горячая штамповка, являющаяся его конкретным воплощением. Однако в качестве способа горячего формования можно использовать способ формования, отличающийся от горячей штамповки, например, такой как роликовое профилирование, до тех пор, пока достигаются, по существу, те же условия изготовления, что и условия, рассмотренные в приведенном далее описании.

1. Химический состав

Сначала будет рассмотрен химический состав горячеформованного элемента, соответствующего одному варианту воплощения настоящего изобретения. В приведенном далее описании "%", характеризующий количество каждого элемента в сплаве, означает "процент по массе", если не указано иное. Химический состав стали не изменяется, даже при выполнении горячего формования, поэтому количество каждого элемента в базовом стальном листе перед тем, как его подвергают горячему формованию, эквивалентно количеству каждого элемента в горячеформованном элементе после горячего формования.

С: 0,05%-0,40%

С является очень важным элементом, который повышает закаливаемость стали и наиболее сильно влияет на прочность горячеформованного элемента после закалки. Когда содержание С меньше 0,05%, трудно гарантировать после закалки прочность на растяжение, которая больше или равна 900 МПа. Поэтому содержание С задается больше или равным 0,05%. В то же время, когда содержание С превышает 0,40%, значительно ухудшаются ударные свойства горячеформованного элемента. Поэтому содержание С задается меньше или равным 0,40%. Содержание С в предпочтительном случае меньше или равно 0,25%, чтобы улучшить свариваемость горячеформованного элемента. Содержание С предпочтительно больше или равно 0,08%, чтобы стабильно гарантировать прочность горячеформованного элемента.

Si: 0,5%-3,0%

Si является элементом, который очень эффективен с точки зрения стабильного гарантирования прочности стали после закалки. В дополнение к этому, при добавлении Si увеличивается количество аустенита в металлографической микроструктуре, и повышается пластичность горячеформованного элемента. Когда содержание Si меньше 0,5%, трудно получить указанные выше эффекты. В частности, в этом варианте воплощения, когда количество аустенита является недостаточным, нельзя получить необходимую пластичность, что является очень большим недостатком при промышленном применении. Таким образом, содержание Si больше или равным 0,5%. Когда содержание Si больше или равно 1,0%, пластичность дополнительно повышается. Поэтому содержание Si предпочтительно больше или равно 1,0%. В то же время, превышение содержания Si сверх 3,0% экономически невыгодно из-за эффекта насыщения, получаемого при описанных выше действиях, и значительно ухудшается качество поверхности горячеформованного элемента. Поэтому содержание Si задается меньше или равным 3,0%. Содержание Si предпочтительно меньше или равно 2,5%, чтобы должным образом предотвратить ухудшение качества поверхности горячеформованного элемента.

Mn: 1,2%-8,0%

Mn является элементом, который очень эффективен с точки зрения повышения закаливаемости стали и стабильного гарантирования прочности стали после закалки. В дополнение к этому, Mn также эффективен с точки зрения увеличения пластичности горячеформованного элемента после закалки. При этом когда содержание Mn меньше 1,2%, эти эффекты достигаются в недостаточной степени, и очень трудно после закалки гарантировать прочность на растяжение, больше или равную 900 МПа. Поэтому содержание Mn задается больше или равным 1,2%. Когда содержание Mn больше или равно 2,4%, дополнительно увеличивается пластичность горячеформованного элемента, и, соответственно, мягкое охлаждение после горячего формования, которое будет описано позднее, не является необходимым этапом изготовления, и значительно повышается производительность. Поэтому содержание Mn предпочтительно больше или равно 2,4%. В то же время, когда содержание Mn превышает 8,0%, в горячеформованном элементе возникает излишний аустенит, и легко происходит замедленное разрушение. Поэтому содержание Mn задается меньше или равным 8,0%. Когда прочность на растяжение базового стального листа перед применением горячего формования является пониженной, повышается производительность на этапе горячего формования, который будет описан позднее. Чтобы получить этот эффект, содержание Mn предпочтительно меньше или равно 6,0%.

Р: 0,05% или менее

Р в общем случае является примесью, неизбежно содержащейся в стали. Однако в этом варианте воплощения Р увеличивает прочность стали за счет упрочнения твердого раствора, и, соответственно, Р может содержаться в активном количестве. Однако когда содержание Р превышает 0,05%, может значительно ухудшиться свариваемость горячеформованного элемента. Поэтому содержание Р задается меньше или равным 0,05. Содержание Р предпочтительно меньше или равно 0,02%, чтобы должным образом предотвратить ухудшение свариваемости горячеформованного элемента. Содержание Р предпочтительно больше или равно 0,003%, чтобы должным образом получить указанное выше действие по улучшению прочности. Однако даже когда содержание Р составляет 0%, могут быть получены свойства, необходимые для решения указанных проблем, поэтому необязательно устанавливать нижнее предельное значение содержания Р. То есть, нижнее предельное значение содержания Р равно 0%.

S: 0,01% или менее

S является примесью, содержащейся в стали, и предпочтительно, чтобы содержание S было как можно более низким, чтобы улучшить свариваемость. Когда содержание S превышает 0,01%, свариваемость значительно снижается, до неприемлемого уровня. Поэтому содержание S задается меньше или равным 0,01%. Содержание S предпочтительно меньше или равно 0,003% и более предпочтительно – меньше или равно 0,0015%, чтобы должным образом предотвратить снижение свариваемости. Так как предпочтительно, чтобы содержание S было как можно более низким, необязательно устанавливать нижнее предельное значение содержания S. То есть, нижнее предельное значение содержания S равно 0%.

Раств. Al: 0,001%–2,0%

"Раств. Al" обозначает Al, присутствующий в стали в твердом растворе. Al является элементом, который оказывает влияние на раскисление стали, а также элементом, который предотвращает окисление элементов, образующих карбонитрид, например, Ti, и способствует образованию карбонитрида. При таком влиянии можно предотвратить возникновение поверхностных дефектов в стали и повысить выход стали при ее производстве. Когда содержание раств. Al меньше 0,001%, трудно получить указанные выше эффекты. Поэтому содержание раств. Al задается больше или равным 0,001%. Содержание раств. Al предпочтительно больше или равно 0,01%, чтобы должным образом получить указанные выше эффекты. В то же время, когда содержание раств. Al превышает 2,0%, значительно снижается свариваемость горячеформованного элемента, в горячеформованном элементе увеличивается количество включений на основе оксидов, и качество поверхности горячеформованного элемента значительно ухудшается. Поэтому содержание раств. Al задается меньше или равным 2,0%. Содержание раств. Al предпочтительно меньше или равно 1,5%, чтобы должным образом избежать описанных выше явлений.

N: 0,01% или менее

N является примесью, неизбежно содержащейся в стали, и содержание N предпочтительно является как можно более низким, чтобы улучшить свариваемость. Когда содержание N превышает 0,01%, свариваемость горячеформованного элемента значительно снижается, до неприемлемого уровня. Поэтому содержание N задается меньше или равным 0,01%. Содержание N предпочтительно меньше или равно 0,006%, чтобы должным образом избежать снижения свариваемости. Так как предпочтительно, чтобы содержание N было как можно более низким, необязательно устанавливать нижнее предельное значение содержания N. То есть, нижний предел содержания N равен 0%.

Химический состав горячеформованного элемента, соответствующего этому варианту воплощения, включает в себя в качестве остального Fe и примеси. Примеси представляют собой элементы, примешанные из исходных материалов, например, руд или лома при промышленном производстве стали, или по различным причинам на этапе производства, и представляют собой элементы, содержание которых допускается в области, не влияющей отрицательно на свойства горячеформованного элемента, соответствующего этому варианту воплощения. Однако горячеформованный элемент, соответствующий этому варианту воплощения, может дополнительно содержать приведенные далее элементы в качестве произвольных составляющих. Даже когда приведенные далее произвольные элементы не содержатся в горячеформованном элементе, могут быть получены свойства, необходимые для устранения указанных проблем, поэтому необязательно устанавливать нижнее предельное значение содержания произвольных элементов. То есть, нижнее предельное значение содержания произвольных элементов равно 0%.

Один, два или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti: 0%-1,0%; Nb: 0%-1,0%; V: 0%-1,0%; Cr: 0%-1,0%; Mo: 0%-1,0%; Cu: 0%-1,0% и Ni: 0%-1,0%

Все эти элементы являются элементами, которые эффективны с точки зрения повышения закаливаемости горячеформованного элемента и стабильного гарантирования прочности горячеформованного элемента после закалки. Соответственно, могут содержаться один или более выбранных из этих элементов. Однако когда количество каждого элемента из Ti, Nb и V превышает 1,0%, трудно выполнять горячую и холодную прокатку на этапе производства. В дополнение к этому, превышение количества Cr, Mo, Cu и Ni сверх 1,0% экономически невыгодно из-за эффекта насыщения, получаемого при описанных выше действиях. Поэтому, когда содержится каждый элемент, количество каждого элемента является следующим. Чтобы должным образом получить эффекты, получаемые при описанных выше действиях, предпочтительно, чтобы удовлетворялось, по меньшей мере, одно из следующих условий: Ti: 0,003% или более; Nb: 0,003% или более; V: 0,003% или более; Cr: 0,003% или более; Mo: 0,003% или более; Cu: 0,003% или более и Ni: 0,003% или более.

Один, два или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Ca: 0%-0,01%; Mg: 0%-0,01%; РЗМ: 0%-0,01% и Zr: 0%-0,01%

Эти элементы являются элементами, которые эффективны с точки зрения помощи в контроле включений, в особенности, в диспергировании включений и увеличении низкотемпературной вязкости горячеформованного элемента. Соответственно, могут содержаться один, два или более выбранных из этих элементов. Однако когда количество любого элемента превышает 0,01%, качество поверхности горячеформованного элемента может ухудшиться. Поэтому, когда содержится каждый элемент, количество каждого элемента является следующим. А именно, количество каждого добавляемого элемента предпочтительно больше или равно 0,0003%, чтобы должным образом получить эффекты, получаемые при описанных выше действиях.

Здесь термин "РЗМ" обозначает в сумме 17 элементов, включающих в себя Sc, Y и лантаноиды, а выражение "количество РЗМ" означает общее количество этих 17 элементов. В случае использования лантаноидов как РЗМ, РЗМ добавляются как мишметалл промышленно.

В: 0%-0,01%

В является элементом, который увеличивает низкотемпературную вязкость горячеформованного элемента. Соответственно, В может содержаться в горячеформованном элементе. Однако, когда содержание В превышает 0,01%, обрабатываемость базового стального листа в горячем состоянии ухудшается, и становится трудно выполнять горячую прокатку. Поэтому, когда В содержится в горячеформованном элементе, его содержание задается меньше или равным 0,01%. Чтобы должным образом получить эффекты, получаемые при описанных выше действиях, содержание В предпочтительно больше или равно 0,0003%.

Bi: 0%-0,01%

Bi является элементом, который предотвращает возникновение трещин при деформировании горячеформованного элемента. Соответственно, Bi может содержаться в горячеформованном элементе. Однако, когда содержание Bi превышает 0,01%, обрабатываемость базового стального листа в горячем состоянии ухудшается, и становится трудно выполнять горячую прокатку. Поэтому, когда Bi содержится в горячеформованном элементе, его содержание задается меньше или равным 0,01%. Чтобы должным образом получить эффекты, получаемые при описанных выше действиях, содержание Bi предпочтительно больше или равно 0,0003%.

2. Металлографическая микроструктура горячеформованного элемента

Далее будет описана металлографическая микроструктура горячеформованного элемента, соответствующего этому варианту воплощения. В приведенном далее описании "%", характеризующий наличие каждой структуры в сплаве, означает "процент по площади", если не указано иное.

Конфигурация приведенной далее металлографической микроструктуры представляет собой конфигурацию в участке от приблизительно положения 1/2t по толщине до приблизительно положения 1/4t по толщине и в положении, которое не находится в центральном участке сегрегации. Центральный участок сегрегации может иметь металлографическую микроструктуру, которая отличается от характерной металлографической микроструктуры стали. Однако центральный участок сегрегации имеет незначительную площадь по отношению к полной толщине листа и не оказывает существенного влияния на свойства стали. То есть металлографическая микроструктура центрального участка сегрегации не отражает металлографическую микроструктуру стали. Соответственно, металлографическая микроструктура горячеформованного элемента, соответствующего этому варианту воплощения, определяется как микроструктура участка от приблизительно положения 1/2t по толщине до приблизительно положения 1/4t по толщине и в положении, которое не находится в центральном участке сегрегации. Выражение "положение 1/2t по толщине" указывает положение, которое находится на глубине, равной 1/2 толщины t горячеформованного элемента, от поверхности этого элемента, а выражение "положение 1/4t по толщине" указывает положение, которое находится на глубине, равной 1/4 толщины t горячеформованного элемента, от поверхности этого элемента.

Относительная площадь аустенита: 10%-40%

Пластичность горячеформованного элемента значительно улучшается при содержании в стали подходящего количества аустенита. Когда относительная площадь аустенита меньше 10%, трудно гарантировать превосходную пластичность. Соответственно, относительная площадь аустенита задается больше или равной 10%. Когда относительная площадь аустенита больше или равна 18%, удлинение горячеформованного элемента доходит до 21% и более, и горячеформованный элемент демонстрирует чрезвычайно высокую пластичность. Поэтому относительная площадь аустенита предпочтительно больше или равна 18%. В то же время, когда относительная площадь аустенита превышает 40%, в горячеформованном элементе легко происходит замедленное разрушение. Соответственно, относительная площадь аустенита задается меньше или равной 40%. Относительная площадь аустенита предпочтительно меньше или равна 32%, чтобы должным образом предотвратить появление замедленного разрушения.

Способ измерения относительной площади аустенита хорошо известен специалисту в данной области техники, и его относительная площадь в этом варианте воплощения может быть измерена при помощи обычного способа. В примерах, которые будут рассмотрены позднее, относительную площадь аустенита получают при помощи рентгенодифракционного анализа.

Распределение аустенита и мартенсита: общая численная плотность частиц аустенита и мартенсита: 1,0 частица на мкм² или более

Можно предотвратить микроскопическую локализацию пластической деформации в горячеформованном элементе при выполнении горячего формования, сделав возможным наличие в металлографической микроструктуре большого количества мелкодисперсных твердых микроскопических структур, то есть, увеличив численную плотность аустенита и мартенсита в этой микроструктуре. Соответственно, можно предотвратить возникновение трещин в аустените и мартенсите во время деформации и улучшить ударные свойства горячеформованного элемента. Для получения горячеформованного элемента, имеющего прочность на растяжение, больше или равную 900 МПа, и превосходные ударные свойства, металлографическая микроструктура горячеформованного элемента должна быть металлографической микроструктурой, в которой аустенит и мартенсит присутствуют в общем количестве, соответствующем численной плотности 1,0 частица на мкм² или более. Чтобы должным образом получить описанный выше эффект улучшения ударных свойств, нижнее предельное значение общей численной плотности частиц аустенита и мартенсита предпочтительно составляет 1,3 частиц на мкм². Предпочтительно, чтобы общая численная плотность частиц аустенита и частиц мартенсита была как можно более высокой. Это связано с тем, что по мере увеличения общей численной плотности частиц аустенита и частиц мартенсита предотвращается локализация деформации, и дополнительно улучшаются ударные свойства. Соответственно, необязательно устанавливать верхнее предельное значение общей численной плотности частиц аустенита и частиц мартенсита. Однако если учитывать возможности производственного оборудования, реальное верхнее предельное значение общей численной плотности частиц аустенита и частиц мартенсита составляет приблизительно 3,0 частицы на мкм².

Необязател