(57)【要約】  本発明は、３層材料の複合材料で作製された熱間加工材料であって、熱間加工材料のプレス硬化状態で、引張強度＞１９００ＭＰａおよび／または硬度＞５７５ＨＶ１０、より詳細には引張強度＞２０００ＭＰａおよび／または硬度＞６００ＨＶ１０、好ましくは引張強度＞２１００ＭＰａおよび／または硬度＞６３０ＨＶ１０、好ましくは引張強度＞２２００ＭＰａおよび／または硬度＞６６０ＨＶ１０、特に好ましくは引張強度＞２３００ＭＰａおよび／または硬度＞６８５ＨＶ１０を有する硬化鋼から作製されたコア層と、コア層に一体的に接続され、コア層と比較して弱い鋼から作製され、熱間加工材料のプレス硬化状態で、引張強度＞７５０ＭＰａおよび／または硬度＞２３５ＨＶ１０、より詳細には引張強度＞９００ＭＰａおよび／または硬度＞２８０ＨＶ１０、好ましくは引張強度＞１０００ＭＰａおよび／または硬度＞３１０ＨＶ１０、好ましくは引張強度＞１１００ＭＰａおよび／または硬度＞３４０ＨＶ１０、特に好ましくは引張強度＞１２００ＭＰａおよび／または硬度＞３７０ＨＶ１０を有する２つのカバー層とを含む、熱間加工材料に関する。本発明はまた、構成部品および対応する用途に関する。【選択図】図１
2020519765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３層複合材料で構成される熱間成形材料であって、前記熱間成形材料のプレス硬化状態で、引張強度＞１９００ＭＰａおよび／または硬度＞５７５ＨＶ１０、より詳細には引張強度＞２０００ＭＰａおよび／または硬度＞６００ＨＶ１０、好ましくは引張強度＞２１００ＭＰａおよび／または硬度＞６３０ＨＶ１０、より好ましくは引張強度＞２２００ＭＰａおよび／または硬度＞６６０ＨＶ１０、さらにより好ましくは引張強度＞２３００ＭＰａおよび／または硬度＞６８５ＨＶ１０を有する硬化性鋼のコア層と、前記コア層と物質間結合し、前記コア層と比較して柔らかい鋼であって、前記熱間成形材料のプレス硬化状態で、引張強度＞７５０ＭＰａおよび／または硬度＞２３５ＨＶ１０、より詳細には引張強度＞９００ＭＰａおよび／または硬度＞２８０ＨＶ１０、好ましくは引張強度＞１０００ＭＰａおよび／または硬度＞３１０ＨＶ１０、より好ましくは引張強度＞１１００ＭＰａおよび／または硬度＞３４０ＨＶ１０、さらにより好ましくは引張強度＞１２００ＭＰａおよび／または硬度＞３７０ＨＶ１０を有する鋼から構成される２つの外層とを含む、熱間成形材料。
【請求項２】
前記コア層が、Ｆｅおよび不可避の製造関連不純物の他に、
Ｃ：０．３１〜０．６重量％、
Ｓｉ：最大０．５重量％、
Ｍｎ：０．５〜２．０重量％、
Ｐ：最大０．０６重量％、
Ｓ：最大０．０３重量％、
Ａｌ：最大０．２重量％、
Ｃｒ＋Ｍｏ：最大１．２重量％、
Ｃｕ：最大０．２重量％、
Ｎ：最大０．０１重量％、
Ｎｂ＋Ｔｉ：最大０．２重量％、
Ｎｉ：最大０．４重量％、
Ｖ：最大０．２重量％、
Ｂ：最大０．０１重量％、
Ａｓ：最大０．０２重量％、
Ｃａ：最大０．０１重量％、
Ｃｏ：最大０．０２重量％、
Ｓｎ：最大０．０５重量％
からなることを特徴とする、請求項１に記載の熱間成形材料。
【請求項３】
前記コア層が、０．３３〜０．５５重量％、より詳細には０．３７〜０．５３重量％のＣ含有量を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の熱間成形材料。
【請求項４】
前記外層が、Ｆｅおよび不可避の製造関連不純物の他に、
Ｃ：０．０８〜０．３重量％、
Ｓｉ：最大１．０重量％、
Ｍｎ：０．３〜３．０重量％、
Ｐ：最大０．１重量％、
Ｓ：最大０．０６重量％、
Ａｌ：最大１．０重量％、
Ｃｒ＋Ｍｏ：最大１．５重量％、
Ｃｕ：最大０．３重量％、
Ｎ：最大０．０１重量％、
Ｎｉ：最大０．３重量％、
Ｎｂ＋Ｔｉ：最大０．２５重量％、
Ｖ：最大０．０５重量％、
Ｂ：最大０．０１重量％、
Ｓｎ：最大０．０５重量％、
Ｃａ：最大０．０１重量％、
Ｃｏ：最大０．０２重量％
からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項５】
前記外層が、０．１３〜０．２８重量％、より詳細には０．１７〜０．２５重量％のＣ含有量を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項６】
前記外層のそれぞれが、前記熱間成形材料の総厚に基づいて、５％〜３０％、より詳細には１０％〜２０％の材料の厚さを有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項７】
前記複合材料が、クラッディングによりまたは鋳造により製造されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項８】
前記コア層のＣ含有量と前記外層のＣ含有量との比が、＜６、より詳細には＜５、好ましくは＜４、非情に好ましくは＜３であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項９】
プレス硬化状態の前記熱間成形材料が、係数Ｓ＞１００００００［ＭＰａ２］を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項１０】
プレス硬化状態の前記熱間成形材料が、係数Ｍ＞１１００００［°ＭＰａ］を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項１１】
前記熱間成形材料の片面または両面に、防食コーティング、より詳細には亜鉛ベースまたはアルミニウムベースのコーティングが提供されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項１２】
前記熱間成形材料が、テーラード製品の一部、より詳細にはテーラード溶接ブランクおよび／またはテーラードロールドブランクの一部であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の熱間成形材料。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の熱間成形材料からプレス硬化により製造された構成部品。
【請求項１４】
車体または陸上車両のシャーシでの請求項１３に記載の構成部品の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３層複合材料から構成される熱間成形材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車業界では、車両重量を減らし、それによって燃料消費を削減するための新しい解決策が求められている。車両重量を減らすことができるための重要な要素は、軽量構造である。これは、強度を高めた材料の使用を含む対策によって達成され得る。強度の増加は、一般に曲げ能力を犠牲にする。衝突関連部品の場合の要件である乗員保護を守るために、軽量構造を達成するための強度が増加されているにもかかわらず、用いられる材料が、衝突による変形によって導入されたエネルギーを変換できることを保証する必要がある。これには、特に車両構造の衝突関連部品での高度な作業能力を必然的に伴う。例えば、軽量化の１つの手段は、従来用いられていた材料と比較して革新的な材料を使用して、陸上車両の車体および／またはシャーシにさらに軽い設計および構造を与えることである。したがって、例えば、構成部品固有ベースで、従来の材料を、より薄い壁を有するが同等の特性を有する材料で置き換えることができる。例えば、ハイブリッド材料または複合材料は、自動車産業にこれまで以上に参入し、２つ以上の異なる材料で構成されており、各個々の材料は、個々のモノリシック材料と比較して複合材料の改善された特性を達成するために、複合材料に統合される定義された特性、場合によっては矛盾する特性を有する。複合材料、特に異なる鋼から構成される複合材料は、例えば独国特許出願公開第１０２００８０２２７０９号明細書または欧州特許出願公開第２８８６３３２号明細書からのような従来技術で既知である。
【０００３】
熱間成形用に設計された鋼複合材料は、「Ｔｒｉｂｏｎｄ（登録商標）」１２００および１４００という商品名で出願人によって販売されている。極めて高い強度および延性の目的を達成するために、異なる厚さの材料で、非常に高強度で硬化可能な鋼コア層および延性鋼外層が使用される。そのような対の材料のプレス硬化状態で許容可能な残留加工性を達成するために、積層体の延性パートナーには、厚さがある材料が与えられる。これにより、複合材料の強度が次の２つの方法で低下する：第１に、延性成分自体の結果である；第２に、積層体のパートナー間の合金元素の拡散流のために、コアの強度が低下し、これらの拡散流が、製造過程（ホットロールクラッディング）および加工過程（熱間成形）で発生する。例えば、炭素はコア層から外層に拡散し、外層を硬化させることにより同時にコア領域の強度を低下させる。薄い外層が使用される場合、達成される全体的な強度は確かに高くなるが、拡散プロセスは、積層体の延性パートナーの比較的大きな硬化をもたらし、これは、最終的に延性目標を達成できないことを意味する。
【０００４】
熱間成形の場合、冒頭で述べた鋼複合材料を切断してブランクを形成し、オーステナイト化温度まで加熱してから、続いて熱間成形して冷却型で冷却する。コア層として２２ＭｎＢ５を使用する場合、少なくとも２７Ｋ／ｓの冷却速度を必要とする強力な冷却の結果として、構造はオーステナイトからマルテンサイトへの完全な変態を受け、構成部品に加工された材料は、プレス硬化状態のコア層でその望ましい高強度を獲得する。当業者の間では、このプロセスは「プレス硬化」という用語でも既知である。このプロセスに用いられる鋼複合材料には、例えば、鋼ブランクがオーステナイト化温度に加熱されたときに、望ましくないスケーリングを防止するために、ＡｌＳｉコーティングなどのアルミニウムベースのコーティングが提供される。
【０００５】
鋼複合材料は、これまで機械的特性に基づいて熱間成形用に設計されてきた。積層体内のパートナーの化学組成による欠点は、特に複合材料を形成する製造中および熱間成形中の局所合金元素の相互作用であり、これにより複合材料の強度および／または延性が不十分になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００８０２２７０９号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２８８６３３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、製造および加工において生じる拡散プロセスにもかかわらず、従来技術から既知である複合材料と比較して、個々の層（積層パートナー）の特性の変化が小さく、同時に表面付近の領域で高い強度および延性を備えた熱間成形材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１の特徴を有する熱間成形材料によって達成される。
【０００９】
上記の拡散関連の問題を回避し、同時に高い残留延性を備えた複合材料の達成可能な総強度を高めるには、適切な形態で積層体パートナー間の拡散流を抑制する必要がある。これは、合金元素として強度および／または硬度に実質的に寄与する炭素が、従来技術と比較してより高いＣ含有量で外層に提供され、それにより、外層とコア層との間の濃度差が小さくなることにより、この合金元素の拡散速度を低下させることができる場合に達成することができる。３層複合材料から構成される本発明の熱間成形材料は、同等の強度を備えた機械的特性に関して、モノリシックの極めて高強度の鋼材と比較して、鋼複合材の利点を最大限に活用できるようにするために、熱間成形材料のプレス硬化状態で、引張強度＞１９００ＭＰａおよび／または硬度＞５７５ＨＶ１０、より詳細には引張強度＞２０００ＭＰａおよび／または硬度＞６００ＨＶ１０、好ましくは引張強度＞２１００ＭＰａおよび／または硬度＞６３０ＨＶ１０、より好ましくは引張強度＞２２００ＭＰａおよび／または硬度＞６６０ＨＶ１０、さらに好ましくは引張強度＞２３００ＭＰａおよび／または硬度＞６８５ＨＶ１０を有する硬化性鋼から構成されるコア層と、コア層と物質間結合し、コア層と比較して柔らかい鋼であって、熱間成形材料のプレス硬化状態で、引張強度＞７５０ＭＰａおよび／または硬度＞２３５ＨＶ１０、より詳細には引張強度＞９００ＭＰａおよび／または硬度＞２８０ＨＶ１０、好ましくは引張強度＞１０００ＭＰａおよび／または硬度＞３１０ＨＶ１０、より好ましくは引張強度＞１１００ＭＰａおよび／または硬度＞３４０ＨＶ１０、より好ましくは引張強度＞１２００ＭＰａおよび／または硬度＞３７０ＨＶ１０、非常に好ましくは引張強度＞１３００ＭＰａおよび／または硬度＞４００ＨＶ１０を有し、かつ、１８００ＭＰａ以下の引張強度および／または５５０ＨＶ１０以下の硬度、より詳細には１７００ＭＰａ以下の引張強度および／または５２０ＨＶ１０以下の硬度、好ましくは１６００ＭＰａ以下の引張強度および／または５００ＨＶ１０以下の硬度に限定される鋼から構成される２つの外層とを含む。
【００１０】
ＨＶは、ビッカース硬度に対応し、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ６５０７−１：２００５〜−４：２００５に従って決定される。
【００１１】
熱間成形材料は、ストリップ、プレート、またはシートの形態で構成され、かつ／またはさらなるプロセスステップに提供されてもよい。したがって、プロセスチェーンにいかなる変更も加える必要なく、熱間成形材料を既存の標準的な熱間成形動作に統合することができる。
【００１２】
熱間成形材料のさらなる実施形態によれば、コア層は、Ｆｅおよび不可避の製造関連不純物の他に、以下からなる
Ｃ：０．３１〜０．６重量％、
Ｓｉ：最大０．５重量％、
Ｍｎ：０．５〜２．０重量％、
Ｐ：最大０．０６重量％、
Ｓ：最大０．０３重量％、
Ａｌ：最大０．２重量％、
Ｃｒ＋Ｍｏ：最大１．２重量％、
Ｃｕ：最大０．２重量％、
Ｎ：最大０．０１重量％、
Ｎｂ＋Ｔｉ：最大０．２重量％、
Ｎｉ：最大０．４重量％、
Ｖ：最大０．２重量％、
Ｂ：最大０．０１重量％、
Ａｓ：最大０．０２重量％、
Ｃａ：最大０．０１重量％、
Ｃｏ：最大０．０２重量％、
Ｓｎ：最大０．０５重量％。
【００１３】
Ｃは強度強化合金元素であり、含有量が増加すると強度の増加に寄与するため、存在する含有量は、所望の強度を達成または確立するために、少なくとも０．３１重量％、より詳細には少なくとも０．３３重量％、好ましくは少なくとも０．３７重量％、より好ましくは少なくとも０．４２重量％、非常に好ましくは少なくとも０．４５重量％である。強度が高くなると、脆性も増加するため、含有量は、材料特性、および十分な溶接性を確保するために、０．６重量％以下、より詳細には０．５５重量％以下、好ましくは０．５３重量％以下に制限される。
【００１４】
Ｓｉは固溶硬化に寄与することができる合金元素であり、含有量によっては強度の増加にプラスの結果をもたらし得るため、少なくとも０．０５重量％の含有量が存在し得る。十分な圧延性を確保するために、合金元素は０．５重量％以下、より詳細には０．４５重量％以下、好ましくは０．４重量％以下に制限される。
【００１５】
Ｍｎは、焼入れ性に寄与する合金元素であり、特にＳを結合してＭｎＳを形成するために、引張強度にプラスの結果をもたらすため、少なくとも０．５重量％の含有量が存在する。十分な溶接性を確保するために、合金元素は２．０重量％以下、より詳細には１．７重量％以下、好ましくは１．５重量％以下に制限される。
【００１６】
合金元素としてのＡｌは、脱酸素に寄与し得、少なくとも０．０１重量％、より詳細には０．０１５重量％の含有量が存在し得る。合金元素は、材料の析出を実質的に低減および／または防止するために、特に、材料特性に悪影響を及ぼす場合がある非金属酸化物介在物の形態で、０．２重量％以下、より詳細には０．１５重量％以下、好ましくは０．１重量％以下に制限される。例えば、含有量は、０．０２〜０．０６重量％で確立され得る。
【００１７】
含有量に応じて、合金元素としてのＣｒも、特に少なくとも０．０５重量％の含有量で、特に焼入れ性に積極的に強度の確立に寄与し得る。十分な溶接性を確保するために、合金元素は１．０重量％以下、より詳細には０．８重量％以下、好ましくは０．７重量％以下に制限される。
【００１８】
合金元素としてのＢは、特にＮが結合されることを意図する場合、硬化性および強度の増加に寄与し得、少なくとも０．０００８重量％、特に少なくとも０．００１重量％の含有量で存在し得る。含有量が多いと材料特性に悪い結果を及ぼす場合があり、材料の硬度および／または強度が低下するため、合金元素は０．０１重量％以下、より詳細には０．００８重量％以下に制限される。
【００１９】
ＴｉおよびＮｂは、特にＴｉが少なくとも０．００５重量％の含有量で存在する場合、粒子をより微細にするためかつ／またはＮを結合するために、個別にまたは組み合わせて合金元素として合金化されてもよい。Ｎを完全に結合するには、提供されるＴｉ含有量が少なくとも３．４２＊Ｎになる。合金元素の組み合わせは、含有量が多いと材料特性に有害な結果を及ぼす場合があり、特に材料の靭性に対して悪い結果を及ぼすため、０．２重量％以下、より詳細には０．１５重量％以下、好ましくは０．１重量％以下に制限される。
【００２０】
Ｍｏ、Ｖ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ａｓ、Ｎ、Ｐ、またはＳは、特定の特性を確立する目的で特に合金化されていない限り、個々にまたは組み合わせて、不純物に数えられ得る合金元素である。含有量は、０．２重量％以下のＭｏ、０．２重量％以下のＶ、０．２重量％以下のＣｕ、０．４重量％以下のＮｉ、０．０５重量％以下のＳｎ、０．０１重量％以下のＣａ、０．０２重量％以下のＣｏ、０．０２重量％以下のＡｓ、０．０１重量％以下のＮ、０．０６重量％以下のＰ、および０．０３重量％以下のＳに制限される。
【００２１】
熱間成形材料の外層は、Ｆｅおよび不可避の製造関連不純物の他に、以下からなる
Ｃ：０．０８〜０．３重量％、
Ｓｉ：最大１．０重量％、
Ｍｎ：０．３〜３．０重量％、
Ｐ：最大０．１重量％、
Ｓ：最大０．０６重量％、
Ａｌ：最大１．０重量％、
Ｃｒ＋Ｍｏ：最大１．５重量％、
Ｃｕ：最大０．３重量％、
Ｎ：最大０．０１重量％、
Ｎｉ：最大０．３重量％、
Ｎｂ＋Ｔｉ：最大０．２５重量％、
Ｖ：最大０．０５重量％、
Ｂ：最大０．０１重量％、
Ｓｎ：最大０．０５重量％、
Ｃａ：最大０．０１重量％、
Ｃｏ：最大０．０２重量％。
【００２２】
熱間成形材料の表面付近領域の強度を高めるために、合金元素としてのＣは、０．０８重量％以上で存在し、さらに変形能およびコーティング性にも基づいて、０．３重量％以下に制限される。Ｃ含有量は、例えば、０．１３〜０．２８重量％、より詳細には０．１７〜０．２５重量％の範囲である。
【００２３】
Ｓｉは固溶硬化に寄与することができる合金元素であり、強度の増加にプラスの結果をもたらし得るため、少なくとも０．０１重量％の含有量が存在し得る。十分な圧延性および／または表面品質を確保するために、合金元素は、１．０重量％以下、より詳細には０．９重量％以下、好ましくは０．８重量％以下に制限される。
【００２４】
Ｍｎは、焼入れ性に寄与する合金元素であり、特にＳを結合してＭｎＳを形成するために、引張強度にプラスの結果をもたらすため、少なくとも０．３重量％の含有量が存在する。十分な溶接性を確保するために、合金元素は３．０重量％以下、より詳細には２．８重量％以下、好ましくは２．６重量％以下に制限される。
【００２５】
合金元素としてのＡｌは、脱酸素に寄与し得、少なくとも０．００５重量％、より詳細には０．０１重量％の含有量が存在し得る。Ａｌは、材料の析出を実質的に低減および／または防止するために、特に、材料特性に悪影響を及ぼす場合がある非金属酸化物介在物の形態で、１．０重量％以下、より詳細には０．９重量％以下、好ましくは０．８重量％以下に制限される。
【００２６】
合金元素としてのＣｒは、含有量に応じて、特に少なくとも０．０５重量％の含有量で強度の確立に寄与し得、表面の実質的に完全なコーティング性を確保できるようにするために、１．３重量％以下、より詳細には１．１重量％以下、好ましくは０．９重量％以下に制限される。
【００２７】
合金元素としてのＢは、特にＮが結合されることを意図する場合、硬化性および強度の増加に寄与し得、少なくとも０．０００８重量％の含有量で存在し得る。含有量が多いと材料特性に悪い結果を及ぼす場合があり、材料の硬度および／または強度が低下するため、合金元素は０．０１重量％以下、より詳細には０．００５重量％以下に制限される。
【００２８】
ＴｉおよびＮｂは、粒子をより微細にするため、かつ／またはＮを結合するために、個々にまたは組み合わせて、特に少なくとも０．００１重量％のＴｉおよび／または少なくとも０．００１重量％のＮｂで合金元素として合金化されてもよい。Ｎを完全に結合するには、提供されるＴｉ含有量が少なくとも３．４２＊Ｎになる。合金元素の組み合わせは、含有量が多いと材料特性に有害な結果を及ぼす場合があり、特に材料の靭性に対して悪い結果を及ぼすため、０．２５重量％以下、より詳細には０．２重量％以下、好ましくは０．１５重量％以下に制限される。
【００２９】
Ｍｏ、Ｖ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｎ、Ｐ、またはＳは、特定の特性を確立する目的で特に合金化されていない限り、個々にまたは組み合わせて、不純物に数えられ得る合金元素である。含有量は、０．２重量％以下のＭｏ、０．０５重量％以下のＶ、０．３重量％以下のＣｕ、０．３重量％以下のＮｉ、０．０５重量％以下のＳｎ、０．０１重量％以下のＣａ、０．０２重量％以下のＣｏ、０．０１重量％以下のＮ、０．１重量％以下のＰ、および０．０６重量％以下のＳに制限される。
【００３０】
外層は、同様に硬化性鋼からなることが好ましい。
【００３１】
熱間成形材料のさらなる実施形態によれば、外層はそれぞれ、熱間成形材料の総厚に基づいて、５％〜３０％、より詳細には１０％〜２０％の材料の厚さを有する。外層の材料の厚さは、コア層の正の特性が実質的に悪影響を及ぼさないように計算する必要があり、外層の材料の厚さ（片側）は、このように、強度のレベルから導き出される軽量構造の可能性を確保するために、熱間成形材料の総厚に基づいて、１５％以下、より詳細には、１０％以下、好ましくは５％以下に制限され；複合材料の（総）強度を、モノリシック材料としての極めて高強度のコア材料のレベルに可能な限り近づけようとする試みが行われている。熱間成形材料もしくは３層複合材料、またはそれぞれは、０．６〜８．０ｍｍ、より詳細には１．２〜５．０ｍｍ、好ましくは１．５〜４．０ｍｍの材料の総厚を有する。
【００３２】
熱間成形材料のさらなる実施形態によれば、複合材料は、クラッディング、より詳細にはロールクラッディング、好ましくはホットロールクラッディング、または鋳造によって製造されている。好ましくは、本発明の熱間成形材料は、例えば独国特許第１０２００５００６６０６Ｂ３号に開示されているように、ホットロールクラッディングによって製造されている。その特許明細書を参照し、その内容は本出願に組み込まれる。あるいは、本発明の熱間成形材料は、鋳造によって製造することができ、その製造の可能性の１つは、特開第０３１３３６３０号に開示されている。複合材料の金属製造は、従来技術からの一般的な知識である。
【００３３】
個々の層（複合パートナー）間の炭素の濃度差を最小限に抑えるために、熱間成形材料のさらなる一実施形態によれば、コア層のＣ含有量と外層のＣ含有量との比は、＜６、より詳細には＜５、好ましくは＜４、非常に好ましくは＜３である。それにより、熱間成形材料の（総）強度のより小さな低下で目的を達成できる。これから生じるさらなる利点は、局所的に存在する化学組成物の混合の減少である。これは、混合領域の形成を低下させる効果を有する。したがって、積層パートナーの特性は、その領域において、モノリシック材料の形態でそれぞれの材料から既知であるそれらの特性に対応する。
【００３４】
延性外層に十分な厚さの材料を用いて高い総強度およびさらに曲げ強度を有することを可能にするために、複合材料は表面付近領域で極めて高強度を有する必要がある。好ましい一実施形態によれば、プレス硬化状態の熱間成形材料は、係数Ｓ＞１００００００［ＭＰａ２］、より詳細には係数Ｓ＞１５０００００［ＭＰａ２］、好ましくは係数Ｓ＞２００００００［ＭＰａ２］、より好ましくは係数Ｓ＞２００５０００［ＭＰａ２］を有する。係数Ｓは、材料の特定の厚さの関数としての各層の引張強度の合計と、プレス硬化状態の外層の引張強度との積によって定義される。Ｓは以下のように決定される：
Ｓ＝（％Ｒｍ（コア層）＋％Ｒｍ（外層））＊Ｒｍ（外層）、式中、Ｒｍは引張強度に対応し、％は各層の材料の厚さのパーセンテージに対応する。
【００３５】
コア層と比較してより延性のある外層を設けることで強度の損失を最小限に抑えるために、それ自体が極めて高い強度を提供し、それでもなお、極めて高い強度のコア層のわずかな残留延性を補償できる外層を使用する必要がある。したがって、さらに好ましい実施形態では、プレス硬化状態の熱間成形材料は、係数Ｍ＞１１００００［°ＭＰａ］を有する。係数Ｍは、プレス硬化状態の熱間成形材料の曲げ角度と引張強度との積で定義される。Ｍは以下のように決定される：
Ｍ＝Ｒｍ（複合材料）＊α（複合材料）、式中、Ｒｍは引張強度に対応し、αは熱間成形材料の曲げ角度に対応する。αはＶＤＡ  ２３８−１００に従って決定される。
【００３６】
極めて高強度の熱間成形材料の軽量構造の可能性を利用可能にするため、より詳細にはスケールを除去するためのブラストなどの後続の追加手段に頼ることなくそれを可能にするため、かつ腐食に関して特定のバリア効果の提供を可能にするために、熱間成形材料は、さらなる実施形態によれば、片面または両面に防食コーティング、より詳細には亜鉛ベースまたはアルミニウムベースのコーティング、好ましくはＡｌＳｉコーティングが提供されていることにより、熱間成形材料から製造された構成部品は、その後の取り付けのために、さらなるコストおよび労力を必要とせずに、例えば車両構造に抵抗スポット溶接でき、十分なコーティング材料の接着性を有する。
【００３７】
第２の態様によれば、本発明は、本発明の熱間成形材料からプレス硬化により製造された部品、より詳細には自動車製造用の構成部品を製造するための構成部品に関する。プレス硬化された熱間成形材料は、従来技術から既知である複合材料と比較して、個々の層（積層体パートナー）の特性にわずかな変化を示すと同時に、表面付近領域で高い強度および延性を有する。
【００３８】
第３の態様によれば、本発明は、陸上車両の車体またはシャーシでの、本発明の熱間成形材料から製造された構成部品の使用に関する。この車両は、内燃エンジン、純粋に電気駆動の車両、またはハイブリッド駆動トレインを備えた車両のいずれであっても、自動車、ユーティリティ車、またはバスを含むことが好ましい。構成部品は、陸上車両の縦梁もしくは横梁または柱として使用され得；例えば、それらは、特にフェンダー、敷居、サイドインパクトビーム、または衝突時にゼロ〜低い変形／侵入が必要な領域での衝突プロファイルとして、プロファイルの形態をとる。
【００３９】
本発明は、図面および実施例を参照して、以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】種々のサンプルでのＶＤＡ  ２３８−１００プレート曲げ試験で確認された結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
市販のフラットスチール製品から、ホットロールクラッディングにより、３層複合材料を含む熱間成形材料を製造した。外層Ｄ１〜Ｄ７として使用される鋼は、表１に指定されたものであり、コア層Ｋ１〜Ｋ６として使用される鋼は、表２に指定されたものであった。表１および２に記載されている引張強度は、プレス硬化状態に関連している。全部で、２６個の異なる熱間成形材料を集めた；表３を参照されたい。外層Ｄ４およびＤ７、ならびに外層Ｄ４およびＤ７を用いて製造された熱間成形材料は、本発明によるバージョンに対応していなかった。さらに、２つのモノリシックマンガンホウ素熱間成形鋼Ｒ１およびＲ２を提供した。
【００４２】
ここでは、いずれの場合も２つの外層およびそれらの間のコア層を備えた定寸シートを互いの上に積み重ね、これらのシートは、少なくともその縁に沿った領域で、好ましくは溶接によって、物質間が互いに結合されており、予備組立品を形成する。予備組立品を温度＞１２００℃にし、いくつかのステップで熱間圧延して総厚３ｍｍの組成物材料を形成し、さらに１．５ｍｍの冷間ストリップに加工した。複合材料もしくは熱間成形材料、またはそれぞれの両側に、アルミニウムベースのコーティング、いずれの場合も２０μｍのコーティング厚を有するＡｌＳｉコーティングをコーティングした。コーティング厚は、５〜３０μｍであり得る。
【００４３】
ブランクは、製造された熱間成形材料および２つのモノリシック熱間成形鋼から分割した。ブランクをそれぞれ約６分間、オーブン内でオーステナイト化温度、より詳細にはＡｃ３（コア層に基づいて）超に加熱し、熱間成形によって加熱し、その後、いずれの場合も熱間成形に供し、冷却金型で冷却して、同一の構成部品を形成した。冷却速度は、＞３０Ｋ／ｓであった。厚さを超えるコア層は、実質的に完全にマルテンサイトで構成されていて；外層への移行領域には、フェライトおよび／またはベイナイトの一部がさらに存在し得る。外層にそれ自体を確立したのは、以下の形態：フェライト、ベイナイト、マルテンサイトのうちの少なくとも１つを含む構造／混合構造であった。モノリス内では、それ自体を確立した構造は、本質的に完全なマルテンサイト構造であった。
【００４４】
サンプルをプレス硬化部品から切り取り、ＶＤＡ  ２３８−１００プレート曲げ試験に供した。結果を図１にまとめる。図１は、総引張強度［ＭＰａ］をｘ軸にプロットし、曲げ角度［°］をｙ軸にプロットした図を示している。ターゲット領域は、１６００ＭＰａの最小総強度の直線および関係Ｍから生じる境界で区切られ、Ｍ＝１１００００°ＭＰａの場合、Ｍ＝Ｒｍ（複合材料）＊α（複合材料）である。これは、対象範囲（発明範囲；図１を参照）が、＞１６００ＭＰａの総強度および≧１１００００°ＭＰａの値Ｍを有し、特に、条件Ｓ＞１００００００［ＭＰａ２］を満たす場合に等しい発明バージョンのすべてを含有することを意味する。表３でｏのラベルが付けられた非発明バージョンの場合、それらが対象範囲外にあることは明らかである。例示的な実施形態Ｋ５−Ｄ４は、表面付近領域における高い強度に基づいて、条件Ｓ＞１００００００［ＭＰａ２］を満たすが、それにもかかわらず、この例示的な実施形態の性能は、値Ｍ＞１１００００°ＭＰａよりも十分に低いため、この熱間成形材料の特性は、経済的な軽量構造を可能にしない。
【００４５】
本発明は、示された例示的な実施形態または一般的な説明の実施形態に限定されない。その代わりに、本発明の熱間成形材料はまた、例えばテーラード溶接ブランクおよび／またはテーラードロールドブランクの一部の形態のテーラード製品の一部であってもよい。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
【表２】
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【００４８】
【表３】
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【図１】
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【国際調査報告】
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