СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО СТАЛЬНОГО ИЗДЕЛИЯ И СТАЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ ТАКИМ ОБРАЗОМ

1. Способ изготовления стального изделия, включающий последовательные стадии:
получение нагретого стального исходного изделия при температуре, находящейся в диапазоне от 380°С до 700°С, при этом нагретое стальное исходное изделие имеет метастабильную полностью аустенитную структуру, причем нагретое стальное исходное изделие имеет состав, содержащий в массовых процентах:
0,15% ≤ С ≤ 0,40%,
1,5% ≤ Mn ≤ 4,0%,
0,5% ≤ Si ≤ 2,5%,
0,005% ≤ Al ≤ 1,5%,
при этом 0,8% ≤ Si + Al ≤ 2,5%,
S ≤ 0,05%,
P ≤ 0,1%,
по меньшей мере один элемент, выбранный из числа Cr и Мо таким образом, что:
0% ≤ Cr ≤ 4,0%,
0% ≤ Mo ≤ 0,5%
и
2,7% ≤ Mn + Cr + 3 Mo ≤ 5,7%,
и необязательно один или несколько элементов, выбранных из числа:
Nb ≤ 0,1%,
Ti ≤ 0,1%,
Ni ≤ 3,0%,
0,0005% ≤ B ≤ 0,005%,
0,0005% ≤ Ca ≤ 0,005%,
при этом остаток состава состоит из железа и неизбежных примесей, получающихся в результате плавления,
b
подвергание нагретого стального исходного изделия стадии горячего формования при температуре, находящейся в диапазоне от 700°С до 380°С, с суммарной деформацией ε в диапазоне от 0,1 до 0,7 по меньшей мере в одном месте нагретого стального исходного изделия для получения горячеформованного стального изделия, при этом структура стали остается полностью аустенитной, после этого
2
закалка горячеформованного стального изделия посредством его охлаждения при скорости охлаждения VR, превосходящей критическую мартенситную скорость охлаждения, до температуры закаливания QT, меньшей, чем температура начала мартенситного превращения Ms для стали для получения структуры, содержащей от 40% до 90% мартенсита, при этом остальная структура является аустенитом, после этого
поддержание закаленного горячеформованного стального изделия при температуре выдержки РТ в диапазоне от QT до 470°С или повторный нагрев до указанной температуры и выдерживание закаленного горячеформованного стального изделия при температуре выдержки РТ в течение периода времени Pt от 5 сек до 600 сек.
2. Способ по п. 1, также включающий в себя после выдерживания стадию охлаждения изделия до температуры окружающей среды при скорости охлаждения, большей чем 0,005°С/сек для получения свежего мартенсита.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором нагретое стальное исходное изделие представляет собой горячекатаную листовую сталь, а стальное изделие представляет собой листовую сталь, при этом стадией горячего формования является стадия прокатки.
4. Способ по п. 3, в котором стадия получения нагретого стального исходного изделия включает:
3
нагрев стального полуфабриката, имеющего состав по п. 1, до температуры, большей, чем температура АС для стали для получения полностью аустенитной структуры,
2
a
подвергание стального полуфабриката стадии черновой прокатки при температуре большей, чем температура Т от 1200 до 850°С, с суммарной деформацией обжатия ε большей, чем 1 для получения нагретого стального исходного изделия.
5. Способ по п. 4, в котором нагретое стальное исходное изделие имеет средний размер аустенитного зерна менее 30 мкм.
3
6. Способ по п.п. 1 или 2, в котором исходное нагретое стальное изделие является нагретой стальной заготовкой, стальное изделие является стальной деталью, и стадия получения нагретого стального исходного изделия включает нагрев стальной заготовки до температуры, большей, чем температура АС для стали для получения полностью аустенитной структуры.
7. Способ по п. 6, в котором стальная заготовка имеет толщину в диапазоне от 1,0 мм до 4,0 мм.
8. Способ по п. 6, в котором стадией горячего формования является стадия горячей прокатки.
9. Способ по п. 6, в котором стадией горячего формования является стадия горячего штампования.
10. Способ по п. 6, в котором стадией горячего формования является стадия горячего ротационного выдавливания.
11. Способ по п. 6, в котором стадией горячего формования является стадия роликового профилирования.
12. Способ по п. 6, в котором стальная заготовка содержит по меньшей мере один слой покрытия.
13. Способ по п. 12, в котором слой покрытия наносят на стальную заготовку до нагрева, при этом слой покрытия является покрытием из алюминия, или покрытием на алюминиевой основе, или покрытием из цинка, или покрытием на цинковой основе.
14. Стальное изделие, имеющее состав, содержащий в массовых процентах:
0,15% ≤ С ≤ 0,40%,
1,5% ≤ Mn ≤ 4,0%,
0,5% ≤ Si ≤ 2,5%,
0,005% ≤ Al ≤ 1,5%,
при этом 0,8% ≤ Si + Al ≤ 2,5%,
S ≤ 0,05%,
P ≤ 0,1%,
по меньшей мере один элемент, выбранный из числа Cr и Мо таким образом, что:
0% ≤ Cr ≤ 4,0%,
0% ≤ Mo ≤ 0,5%
и
2,7% ≤ Mn + Cr + 3 Mo ≤ 5,7%,
и необязательно один или несколько элементов, выбранный из числа
Nb ≤ 0,1%,
Ti ≤ 0,1%,
Ni ≤ 3,0%,
0,0005% ≤ B ≤ 0,005%,
0,0005% ≤ Ca ≤ 0,005%,
при этом остальной состав состоит из железа и неизбежных примесей, получающихся в результате плавления,
причем структура в по меньшей мере одном месте стального изделия состоит из:
отпущенного мартенсита или пластинок мартенсита без карбидов при процентной доле площади поверхности, составляющей по меньшей мере 40%, при этом мартенситные пластинки имеют средний размер, меньший, чем 1 мкм, причем соотношение сторон для упомянутых мартенситных пластинок находится в диапазоне от 2 до 5,
свежего мартенсита в форме островов или пленок, при этом процентная доля площади поверхности для свежего мартенсита находится в диапазоне от 5% до 30%, и
аустенита при его процентной доле площади поверхности в диапазоне от 5% до 35%.
15. Стальное изделие по п. 14, в котором произведение предела прочности TS для стали на равномерное относительного удлинения UE для стали является большим или равным 13000 МПа%.
16. Стальное изделие по п. 14 или 15, в котором максимальный размер островов свежего мартенсита, имеющего соотношение сторон менее 3, составляет менее 3 мкм.
17. Стальное изделие по п. 14 или 15, в котором средний размер бывших аустенитных зерен составляет менее 30 мкм.
18. Стальное изделие по п. 14 или 15, в котором соотношение сторон для бывших аустенитных зерен составляет более 1,3.
19. Стальное изделие по п. 14 или 15, в котором аустенит имеет форму пленок или островов, при этом наименьший размер упомянутых пленок или островов составляет менее 0,3 мкм, причем наибольший размер упомянутых пленок или островов имеет среднее значение, составляющее менее 2 мкм.
20. Стальное изделие по п. 14 или 15, в котором отпущенный мартенсит содержит в процентах площади менее чем 0,5% карбидов в сравнении с поверхностью отпущенного мартенсита, при этом упомянутые карбиды имеют средний размер, составляющий менее 50 нм.
21. Стальное изделие по п. 14 или 15, в котором стальное изделие является листовой сталью, а структура всей листовой стали состоит из:
отпущенного мартенсита или пластинок мартенсита без карбидов с площадью поверхности по меньшей мере 40%,
свежего мартенсита в форме островов или пленок, при этом процентная доля площади поверхности для свежего мартенсита находится в диапазоне от 5% до 30%, и
аустенита с площадью поверхности в диапазоне от 5% до 35%.
22. Стальное изделие по п. 14 или 15, в котором стальное изделие является горячештампованной стальной деталью, а структура по меньшей мере 20% объема горячештампованной детали состоит из:
отпущенного мартенсита или пластинок мартенсита без карбидов с долей поверхности, составляющей по меньшей мере 40%,
свежего мартенсита в форме островов или пленок, при этом доля площади поверхности свежего мартенсита находится в диапазоне от 5% до 30%, и
аустенита с долей площади поверхности в диапазоне от 5% до 35%.
23. Стальное изделие по п. 22, в котором стальное изделие содержит по меньшей мере один слой покрытия.
24. Стальное изделие по п. 23, в котором упомянутый слой покрытия представляет собой цинк, или сплав на цинковой основе, или алюминий, или сплав на алюминиевой основе.
25. Стальное изделие по п. 24, в котором упомянутый слой покрытия наносят до горячего штампования.