BR112019024206A2

BR112019024206A2 - Material de moldagem a quente, componente e emprego

Info

Publication number: BR112019024206A2
Application number: BR112019024206-6A
Authority: BR
Inventors: Becker Jens-Ulrik; Myslowicki Stefan
Original assignee: Thyssenkrupp Steel Europe Ag; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2020-06-02
Also published as: US11110686B2; EP3625044B1; CN110636939A; JP2020519765A; US20200346436A1; WO2018210415A1; CA3063335A1; CN110636939B; MX2019013667A; EP3625044A1; KR20200007003A

Abstract

a invenção se refere a um material de moldagem a quente, feito de um compósito de material de três camadas, que compreende uma* camada de núcleo, feita de um aço que pode ser temperado, o qual, no estado endurecido por pressão do material de moldagem a quente, apresenta uma resistência à tração > 1900 mpa e/ou uma dureza > 575 hv10, em particular, uma resistência à tração > 2000 mpa e/ou uma dureza > 600 hv10, de preferência, uma resistência à tração > 2100 mpa e/ou uma dureza > 630 hv10, de preferência, uma resistência à tração > 2200 mpa e/ou uma dureza > 660 hv10, de modo mais preferido, uma resistência à tração > 2300 mpa e/ou uma dureza > 685 hv10, e compreende duas camadas de cobertura ligadas à camada de núcleo com fecho devido ao material, feitas de um aço mais macio em relação à camada de núcleo, o qual no estado endurecido por pressão do material de moldagem a quente apresenta uma resistência à tração > 750 mpa e/ou uma dureza > 235 hv10, em particular, uma resistência à tração > 900 mpa e/ou uma dureza > 280 hv10, de preferência, uma resistência à tração > 1000 mpa e/ou uma dureza > 310 hv10, de preferência, uma resistência à tração > 1100 mpa e/ou uma dureza > 340 hv10, de modo mais preferido, uma resistência à tração > 1200 mpa e/ou uma dureza > 370 hv10. além disso, a invenção se refere a um componente, bem como a um emprego correspondente.

Description

MATERIAL DE MOLDAGEM A QUENTE, COMPONENTE E EMPREGO

Área técnica

[0001] A invenção se refere a um material de moldagem a quente feito de um compósito de material de três camadas.

Antecedentes técnicos

[0002] Na indústria automobilística é procurado por novas soluções para a redução do peso do veículo e, com isso, para a redução do consumo de combustível relacionado com isso. Neste caso, uma construção leve é um componente essencial, a fim de poder reduzir o peso do veículo. Entre outras coisas, isso pode ser obtido por meio do emprego de materiais com resistência aumentada. Com o aumento da resistência, em geral, sua capacidade de flexão diminui. A fim de, apesar da resistência aumentada para a realização de construção leve, também assegurar a proteção necessária dos passageiros no caso de componentes relevantes na colisão, deve ser garantido que os materiais empregados podem transformar a energia introduzida por uma colisão através de deformação. Isso condiciona uma alta medida de capacidade de moldagem, em particular, nos componentes relevantes na colisão, de uma estrutura de veículo. Uma possibilidade de economizar peso é, por exemplo, conformar ou construir a carroceria e/ou o chassi de um veículo de campo ainda mais leve, através de materiais inovadores em relação aos materiais empregados de modo convencional. Assim, por exemplo, materiais convencionais específicos do componente podem ser substituídos por materiais com espessuras de parede mais finas, com propriedades comparáveis. Por exemplo, materiais híbridos ou compósitos

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2/20 de material encontram sempre mais uso na indústria automobilística, os quais são compostos de dois ou mais materiais diferentes, sendo que, cada material individual apresenta propriedades determinadas, em parte opostas, que são reunidas no composite de material, a fim de obter propriedades melhoradas no composite de material em comparação com os materiais individuais monolíticos. Composites de material, em particular, compostos de diferentes aços são conhecidos do estado da técnica, por exemplo, do requerimento de patente alemão divulgado DE 10 2008 022 709 Al ou do requerimento de patente europeu divulgado EP 2 886 332 Al.

[0003] Isso reduz a resistência do composite de material a dois tipos: em primeiro lugar é a proporção dúctil propriamente dita que leva a isso, em segundo lugar a resistência do núcleo é abaixada, uma vez que no decurso da produção (chapeamento de laminação a quente) e do processamento (moldagem a quente) surgem correntes de difusão dos elementos de liga entre os parceiros do composite. Se, por exemplo, o carbono da camada de núcleo for difundido na camada de cobertura, então essa camada endurece e neste caso, ao mesmo tempo abaixa a resistência na área de núcleo. No caso do emprego de camadas de cobertura finas na verdade é obtida uma alta resistência total, mas através dos processos de difusão surge uma dureza relativamente forte do parceiro do composite dúctil, de tal modo que as metas de duetilidade no final não podem ser alcançadas.

[0004] No caso da moldagem a quente, os composites de material de aço mencionados no início são recortados para

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3/20 formar platinas e aquecidos à temperatura de austenitização, a fim de moldá-los a quente, ao mesmo tempo, e resfriá-los em seguida em uma ferramenta resfriada. Por meio de um resfriamento intensivo, sendo que, são necessárias taxas de resfriamento de pelo menos, 27 k/s durante o emprego de um 22MnB5 como camada de núcleo, a estrutura de austenita se transforma completamente em martensita, e o material processado para formar o componente mantém sua alta resistência almejada na camada de núcleo no estado endurecido por pressão. Esse método é conhecido nos círculos especializados também sob o conceito de endurecimento por pressão. Os compósitos de material de aço empregados para isso são equipados com um revestimento com base em alumínio, por exemplo, com um revestimento de AISi, a fim de evitar, durante o aquecimento da platina de aço à temperatura de austenitização, uma formação de escala indesejada.

[0005] 0 projeto do composite de material de aço para a moldagem a quente até o momento ocorreu com base em propriedades mecânicas. Em virtude da composição química dos parceiros do composite resulta desvantajosa a interação dos elementos de liga locais, em particular, durante a produção para o composite de material, e durante a moldagem a quente, que leva a uma resistência ou duetilidade não satisfatória do composite de material.

Resumo da invenção

[0006] A tarefa da presente invenção é preparar um material de moldagem a quente, cujo material durante o processo de difusão apesar do desenvolvimento da produção e do processamento apresenta alterações menores nas

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4/20 propriedades das camadas individuais (parceiros do composite) do que em relação aos composites de material conhecidos do estado da técnica, ao mesmo tempo com alta resistência e duetilidade na área próxima à superfície.

[0007] Es sa tarefa é solucionada por um material de moldagem a quente com as características da reivindicação de patente 1.

[0008] A fim de contornar o problema descrito referente à difusão, e aumentar a resistência total de um composite de material que pode ser obtido, ao mesmo tempo com alta duetilidade residual é necessário estrangular de forma apropriada as correntes de difusão entre os parceiros do composite. Isso pode ser obtido pelo fato de que se o elemento de liga carbono que contribui, em essência, para a resistência e/ou para a têmpera nas camadas de cobertura estiver previsto com um teor de C mais alto em comparação com o estado da técnica, de tal forma que desse modo a velocidade de difusão desse elemento de liga pode ser abaixada em consequência de uma diferença de concentração menor entre as camadas de cobertura e a camada de núcleo. 0 material de moldagem a quente de acordo com a invenção, feito de um composite de material de três camadas, compreende uma camada de núcleo, feita de um aço que pode ser temperado, o qual no estado endurecido por pressão do material de moldagem a quente apresenta uma resistência à tração > 1900 MPa e/ou uma dureza > 575 HV10, em particular, uma resistência à tração > 2000 MPa e/ou uma dureza > 600 HV10, de preferência, uma resistência à tração > 2100 MPa e/ou uma dureza > 630 HV10, de preferência, uma resistência à tração > 2200 MPa e/ou uma dureza > 660 HV10,

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5/20 de modo mais preferido, uma resistência à tração > 2300 MPa e/ou uma dureza > 685 HV10, e compreende duas camadas de cobertura ligadas com a camada de núcleo com fecho devido ao material, feitas de um aço mais macio em comparação com a camada de núcleo, o qual no estado endurecido por pressão do material de moldagem a quente apresenta uma resistência à tração > 750 MPa e/ou uma dureza > 235 HV10, em particular, uma resistência à tração > 900 MPa e/ou uma dureza > 280 HV10, de preferência, uma resistência à tração > 1000 MPa e/ou uma dureza > 310 HV10, de preferência, uma resistência à tração > 1100 MPa e/ou uma dureza > 340 HV10, de modo mais preferido, uma resistência à tração > 1200 MPa e/ou uma dureza > 370 HV10, de modo particularmente preferido apresenta uma resistência à tração > 1300 MPa e/ou uma dureza > 400 HV10, e está restrito a uma resistência à tração de, no máximo, 1800 MPa e/ou a uma dureza de, no máximo, 550 HV10, em particular, a uma resistência à tração de, no máximo, 1700 MPa e/ou a uma dureza de, no máximo, 520 HV10, de preferência, a uma resistência à tração de, no máximo, 1600 MPa e/ou a uma dureza de, no máximo, 500 HV10, a fim de poder aproveitar as vantagens do composite de material de aço em comparação com um material de aço monolítico de alta resistência com respeito às propriedades mecânicas com resistências comparáveis.

[0009] HV corresponde à dureza de Vickers e é determinada de acordo com a norma DIN EN ISO 6507-1:2005 até -4: 2005.

[0010] O material de moldagem a quente pode ser executado em forma de tira, de placa ou de chapa ou pode

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6/20 ser preparado para as outras etapas do processo. Por conseguinte, o material de moldagem a quente pode ser integrado em processos padrão existentes da moldagem a quente, sem precisar realizar alterações na cadeia do processo.

[0011] De acordo com uma outra forma de execução do material de moldagem a quente, ao lado de Fe e condicionada à fabricação, a camada de núcleo é constituída de impurezas inevitáveis de porcentagem em peso de:

C: 0,31 - 0,6 %,

Si: até 0,5 %, Mn: 0,5 - 2,0 %, P: até 0,06 %, S: até 0,03 %, Al: até 0,2 %, Cr+Mo: até 1,2 %, Cu: até 0,2%, N: até 0,01 %, Nb+Ti: até 0,2 %, Ni: até 0,4 %, V: até 0,2 %, B: até 0,01 %, As: até 0,02 %, Ca: até 0,01 %, Co: até 0,02 %, Sn: até 0,05 %.

[0012] C é um elemento de liga de resistência crescente e contribui com teor aumentando para o aumento da resistência, de tal modo que existe um teor de pelo menos 0,31 % em peso, em particular, de pelo menos 0,33 % em

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7/20 peso, de preferência, de pelo menos 0,37 % em peso, de modo mais preferido, de pelo menos 0,42 % em peso, de modo particularmente preferido, de pelo menos 0,45 % em peso,a fim de obter ou ajustar a resistência desejada. Com resistência mais alta, a fragilidade também aumenta, de tal modo que o teor está restrito, no máximo, a 0, 6 % em peso, em particular, no máximo, a 0,55 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,53 % em peso, a fim de não influenciar negativamente as propriedades do material e assegurar uma capacidade de soldagem suficiente.

[0013] Si é um elemento de liga, que pode contribuir para a têmpera de cristal misturado, e de acordo com o teor pode resultar positivamente em um aumento de resistência, de tal modo que pode estar disponível um teor de pelo menos 0,05 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 0,5 % em peso, em particular, no máximo, a 0,45 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,4 % em peso, a fim de assegurar uma capacidade de laminação suficiente.

[0014] Mn é um elemento de liga, que contribui para a capacidade de têmpera, e resulta positivamente sobre a resistência à tração, em particular, para o desligamento de S de MnS, de tal modo que pode estar disponível um teor de pelo menos 0,5 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 2,0 % em peso, em particular, no máximo, a 1,7 % em peso, de preferência, no máximo, a 1,5 % em peso, a fim de assegurar uma capacidade de soldagem suficiente.

[0015] Al pode contribuir para a desoxidação como elemento de liga, sendo que, pode estar disponível um teor com pelo menos 0,01 % em peso, em particular, com 0,015 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 0,2

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8/20 % em peso, em particular, no máximo, a 0,15 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,1 % em peso, a fim de reduzir e/ou evitar, em essência, precipitações no material, em particular, em forma de inclusões de óxido não metálicas, que podem influenciar negativamente as propriedades do material. Por exemplo, pode ser ajustado o teor entre 0,02 e 0,06 % em peso.

[0016] Cr como elemento de liga, dependendo do teor também pode contribuir para o ajuste da resistência, em particular, positivamente para a capacidade de têmpera, em particular, com um teor de pelo menos 0,05 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 1,0 % em peso, em particular, no máximo, a 0,8 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,7 % em peso, a fim de assegurar uma capacidade de soldagem suficiente.

[0017] B como elemento de liga pode contribuir para a capacidade de têmpera e aumento da resistência, em particular, se N tiver que ser ligado, e pode estar disponível com um teor de pelo menos 0, 0008 % em peso, em particular, de pelo menos 0,001 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 0,01 % em peso, em particular, no máximo, a 0, 008 % em peso, uma vez que teores mais altos podem resultar desvantajosos para propriedades do material, e teria como consequência uma redução da têmpera e/ou da resistência no material.

[0018] Ti e Nb como elementos de liga podem ser ligados individualmente ou em combinação para a refinação de grãos e/ou fixação de N, em particular, se Ti estiver disponível com um teor de pelo menos 0,005 % em peso. Para a completa fixação de N, o teor de Ti podería ser previsto com pelo

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9/20 menos 3,42*N. Os elementos de liga estão restritos em combinação no máximo, a 0,2 % em peso, em particular no máximo, a 0,15 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,1 % em peso, uma vez que teores mais altos podem resultar desvantajosos para propriedades do material, em particular, negativamente para a tenacidade do material.

[0019] Mo, V, Cu, Ni, Sn, Ca, Co, As, N, P ou S são elementos de liga, que podem ser contados às impurezas, se eles não forem ligados de modo visado para o ajuste das propriedades especiais. Os teores são restritos no máximo, a 0,2 % em peso de Mo, no máximo, a 0,2 % em peso de V, no máximo, a 0,2 % em peso de Cu, no máximo, a 0,4 % em peso de Ni, no máximo, a 0,05 % em peso de Sn, no máximo, a 0,01 % em peso de Ca, no máximo, a 0,2 % em peso de Co, no máximo, a 0,2 % em peso de As, no máximo, a 0,01 % em peso de N, no máximo, a 0,06 % em peso de P, no máximo, a 0,03 % em peso de S.

[0020] Ao lado de Fe e condicionadas à fabricação, as camadas de cobertura do material de moldagem a quente são constituídas de impurezas inevitáveis de porcentagem em peso de:

C: 0,08 - 0,3 %,

Si: até 1,0 %, Mn: 0,3 - 3,0 %, P: até 0,1 %, S: até 0,06 %, Al: até 1,0 %, Cr+Mo: até 1,5 %, Cu: até 0,3%, N: até 0,01 %,

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Ni: até 0,3 %, Nb+Ti: até 0,25 %, V: até 0,05 %, B: até 0,01 %, Sn: até 0,05 %, Ca: até 0,01 %, Co: até 0,02 % .

[0021] Para o aumento da resistência na área próxima à superfície do material de moldagem a quente C existe como elemento de liga com pelo menos 0,08 % em peso, e em virtude da capacidade de deformação como também da capacidade de revestimento está restrito no máximo, a 0,3 % em peso. O teor de C existe, por exemplo, na faixa entre 0,13 - 0,28 % em peso, em particular, entre 0,17 - 0,25 % em peso.

[0022] Si é um elemento de liga, que pode contribuir para a têmpera de cristal misturado, e pode resultar positivamente em um aumento de resistência, de tal modo que pode estar disponível um teor de pelo menos 0,01 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 1,0 % em peso, em particular, no máximo, a 0,9 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,8 % em peso, a fim de assegurar uma capacidade de laminação suficiente e/ou uma qualidade de superfície.

[0023] Mn é um elemento de liga, que contribui para a capacidade de têmpera, e resulta positivamente sobre a resistência à tração, em particular, para o desligamento de S de MnS, de tal modo que pode estar disponível um teor de pelo menos 0,3 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 3,0 % em peso, em particular, no máximo, a 2,8

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11/20 % em peso, de preferência, no máximo, a 2,6 % em peso, a fim de assegurar uma capacidade de soldagem suficiente.

[0024] Al pode contribuir para a desoxidação como elemento de liga, sendo que, pode estar disponível um teor com pelo menos 0, 005 % em peso, em particular, com pelo menos 0,01 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 1,0 % em peso, em particular, no máximo, a 0,9 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,8 % em peso, a fim de reduzir e/ou evitar, em essência, precipitações no material, em particular, em forma de inclusões oxidativas não metálicas, que podem influenciar negativamente as propriedades do material.

[0025] Cr como elemento de liga, dependendo do teor também pode contribuir para o ajuste da resistência, em particular, com um teor de pelo menos 0,05 % em peso e no máximo, a 1,3 % em peso, em particular, no máximo, a 1,1 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,9 % em peso, a fim de poder garantir uma capacidade de revestimento da superfície, em essência, completa.

[0026] B como elemento de liga pode contribuir para a capacidade de têmpera e aumento da resistência, em particular, se N tiver que ser ligado, e pode estar disponível com um teor de pelo menos 0, 0008 % em peso. O elemento de liga está restrito, no máximo, a 0,01 % em peso, em particular, no máximo, a 0, 005 % em peso, uma vez que teores mais altos podem resultar desvantajosos sobre/para propriedades do material, e teria como consequência uma redução da têmpera e/ou da resistência no material.

[0027] Ti e Nb como elementos de liga podem ser ligados

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12/20 individualmente ou em combinação para a refinação de grãos e/ou fixação de N, em particular, com teores de pelo menos 0,001 % em peso de Ti e/ou de pelo menos 0,001 % em peso de Nb. Para a completa fixação de N, o teor de Ti podería ser previsto com pelo menos 3,42*N. Os elementos de liga estão restritos em combinação no máximo, a 0,25 % em peso, em particular no máximo, a 0,2 % em peso, de preferência, no máximo, a 0,15 % em peso, uma vez que teores mais altos podem resultar desvantajosos para propriedades do material, em particular, negativamente para a tenacidade do material. [0028] Mo, V, Cu, Ni, Sn, Ca, Co, As, N, P ou S são elementos de liga, que podem ser contados às impurezas, se eles não forem ligados de modo visado para o ajuste das propriedades especiais. Os teores são restritos no máximo, a 0,2 % em peso de Mo, no máximo, a 0,05 % em peso de V, no máximo, a 0,3 % em peso de Cu, no máximo, a 0,3 % em peso de Ni, no máximo, a 0,05 % em peso de Sn, no máximo, a 0,01 % em peso de Ca, no máximo, a 0,02 % em peso de Co, no máximo, a 0,01 % em peso de N, no máximo, a 0,1 % em peso de P, no máximo, a 0,06 % em peso de S.

[0029] De preferência, as camadas de cobertura, do mesmo modo, são constituídas de um aço que pode ser temperado.

[0030] De acordo com uma outra forma de execução do material de moldagem a quente, as camadas de cobertura apresentam respectivamente uma espessura de material entre 5 % e 30 %, em particular, entre 10 % e 20 %, referentes à espessura de material total do material de moldagem a quente. Em sua espessura de material as camadas de cobertura deveríam ser medidas, de tal modo que elas não influenciassem negativamente no essencial as propriedades

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13/20 positivas da camada de núcleo, sendo que, as espessuras de material das camadas de cobertura (por lado) sejam restritas no máximo a 15 %, em particular, no máximo a 10 %, de preferência, no máximo a 5 % referente à espessura de material total do material de moldagem a quente, a fim de assegurar dessa forma o potencial de construção leve a ser derivada do nivel de resistência, sendo que, é procurado manter a resistência (total) do composite de material mais próxima possível do nível do material de núcleo de alta resistência como material monolítico. O material de moldagem a quente ou o composite de material de três camadas apresenta uma espessura de material total entre 0,6 e 8,0 mm, em particular, entre 1,2 e 5,0 mm e de preferência, entre 1,5 e 4,0 mm.

[0031] De acordo com uma outra forma de execução do material de moldagem a quente, o composite de material é fabricado por meio de chapeamento, em particular, chapeamento de laminação, de preferência, chapeamento de laminação a quente ou por meio de fundição. De preferência, o material de moldagem a quente de acordo com a invenção é fabricado por meio de chapeamento de laminação a quente como, por exemplo, é divulgado no documento de patente alemão DE 10 2005 006 606 B3. É feita referência a esse documento de patente, cujo conteúdo é incluído nesse requerimento. De modo alternativo, o material de moldagem a quente de acordo com a invenção pode ser fabricado por meio de fundição, sendo que, uma possibilidade para sua fabricação está revelada no documento de patente japonês publicado JP-A 03 133 630. A fabricação de composite de material metálico é conhecida de modo generalizado do

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14/20 estado da técnica.

[0032] A fim de manter a diferença de concentração de carbono entre as camadas individuais (parceiros de composite) a menor possível, de acordo com uma outra forma de execução do material de moldagem a quente, a relação do teor de C da camada de núcleo em relação ao teor de C da camada de cobertura é < 6, em particular, < 5, de preferência, < 4, de modo particularmente preferido, < 3. Desse modo, também a meta pode ser alcançada com uma queda menor da resistência (total) do material de moldagem a quente. Uma outra vantagem que resulta disso é uma mistura reduzida da composição química existente localmente. Isso causa uma formação menor de áreas de mistura. Por isso, as propriedades dos parceiros de composite correspondem em suas áreas antes àquelas que são conhecidas do respectivo material como material monolítico.

[0033] A fim de poder apresentar, no caso de uma espessura de material suficiente das camadas de cobertura dúcteis uma alta resistência total e também resistência à flexão, o material de moldagem a quente deveria apresentar uma resistência possivelmente alta, na área próxima da superfície. De acordo com uma forma de execução preferida, o material de moldagem a quente possui um fator S > 1.000.000 [MPa²] no estado endurecido por pressão, em particular, um fator S > 1.500.000 [MPa²] , de preferência, um fator S > 2.000.000 [MPa²], de modo particularmente preferido, um fator S > 2.005.000 [MPa²] . O fator S é determinado por meio do produto da soma das resistências à tração das respectivas camadas em função da respectiva espessura do material e da resistência à tração da camada

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15/20 de cobertura no estado endurecido por pressão. S é determinado como a seguir:

S = (% R_m (camada de núcleo) + % R_m (camadas de cobertura))* R_m (camadas de cobertura), sendo que, R_m corresponde às resistências à tração e % corresponde às espessuras do material percentual das respectivas camadas.

[0034] A fim de manter mais baixa possível a perda de resistência através da provisão de uma camada de cobertura dúctil em comparação com a camada de núcleo, devem ser empregadas camadas de cobertura, que embora tragam uma resistência grande, e não obstante estão na situação de compensar a pequena ductilidade residual da camada de núcleo de alta resistência. Assim, de acordo com uma outra forma de execução preferida, no estado endurecido por pressão o material de moldagem a quente possui um fator M > 110.000 [°MPa] . O fator M é determinado pelo produto de ângulo de flexão e resistência à tração do material de moldagem a quente no estado endurecido por pressão. M é determinado como a seguir:

M = R_m (composite) * a (composite), sendo que, R_m corresponde à resistência à tração e α corresponde ao ângulo de flexão do material de moldagem a quente, α é determinado de acordo com VDA 238-100.

[0035] A fim de poder usar o potencial de construção leve de materiais de moldagem a quente altamente resistente, em particular, sem precisar recorrer a medidas adicionais posteriores, como uma radiação para a distância da escala, e poder oferecer um certo efeito de barreira referente à corrosão, de acordo com uma outra forma de

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16/20 execução, o material de moldagem a quente está equipado com um revestimento de proteção contra corrosão, em particular, com um revestimento com base em zinco ou com base em alumínio, de preferência, com um revestimento de AISi, de tal modo que os componentes fabricados a partir do material de moldagem a quente para a posterior montagem sem outro dispêndio em uma estrutura de veículo, por exemplo, poder ser soldada por ponto de resistência, e possuem uma aderência da tinta suficiente.

[0036] De acordo com um segundo aspecto, a invenção se refere a um componente, fabricado de um material de moldagem a quente por meio de endurecimento por pressão, em particular, para a fabricação de um componente para a fabricação de automóveis. 0 material de moldagem a quente endurecido por pressão apresenta somente pequenas alterações nas propriedades das camadas individuais (parceiros de composite) na comparação com os composites de material conhecidos do estado da técnica, ao mesmo tempo com alta resistência e duetilidade na área próxima à superfície.

[0037] De acordo com um terceiro aspecto, a invenção se refere a um emprego de um componente, feito do material de moldagem a quente, em uma carroceria ou no chassi de um veículo de campo. Nesse caso, se trata, de preferência, de veículos de passageiros, de veículos utilitários ou de ônibus, sejam veículos com motor de combustão interna, operados exclusivamente elétricos ou operados hibridamente. Os componentes podem ser empregados como vigas longitudinais ou transversais ou colunas no veículo de campo, por exemplo, eles são executados como perfis, em

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17/20 particular, como perfil de colisão no para-choque, em peitoris, em vigas de impacto lateral ou em áreas nas quais nenhuma ou apenas pequenas deformações / intrusões são necessárias no caso de colisão.

[0038] A seguir a presente invenção será esclarecida em detalhes com auxilio de uma figura e de exemplos.

A fig. 1 mostra resultados, que foram determinados com auxilio de um teste de flexão de plaquetas de acordo com VDA 238-100 em diferentes amostras.

Breve descrição dos desenhos

[0039] A partir de produtos planos de aço comercial, por meio de chapeamento de laminação a quente foram produzidos materiais de moldagem a quente, que apresentam um composite de material de três camadas. Como camadas de cobertura DlD7 foram empregados os aços indicados na tabela 1, e como camadas de núcleo K1-K6 foram empregados os aços indicados nas tabelas 1 e 2. As resistências à tração listadas nas tabelas 1 e 2 referem-se ao estado endurecido por pressão. No total foram reunidos 26 diferentes materiais de moldagem a quente, veja a tabela 3. As camadas de cobertura D4 e D7 ou os materiais de moldagem a quente produzidos com as camadas de cobertura D4 e D7 não corresponderam à forma de execução de acordo com a invenção. Além disso, foram preparados dois aços monolíticos moldados a quente de manganês e boro RI e R2.

[0040] Nesse caso, foram empilhadas umas sobre as outras respectivamente peças de corte de chapa com duas camadas de cobertura e uma camada de núcleo disposta entre elas, as quais pelo menos parcialmente foram ligadas entre si ao longo de seus cantos com fecho devido ao material, de

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18/20 preferência, por meio de soldagem para formar um précompósito. O pré-compósito foi levado a uma temperatura > 1200 °C, e em várias etapas foi laminado a quente para formar um composite de material com uma espessura total de 3 mm, e processadas para formar tira fria com 1,5 mm. O composite de material ou o material de moldagem a quente foi revestido com um revestimento com base em alumínio, com um revestimento de AISi respectivamente com uma espessura de camada de 20 pm. as espessuras de camada podem ter entre 5 e 3 0 pm.

[0041] A partir dos materiais de moldagem a quente fabricados e dos aços monolíticos moldados a quente foram divididas platinas. As platinas foram aquecidas e bem aquecidas à temperatura de austenitização, em particular, acima de A_C3 (referente à camada de núcleo) em um forno respectivamente por cerca de 6 min, e em seguida foram moldadas a quente e resfriadas em uma ferramenta arrefecida respectivamente para formar componentes iguais. As taxas de resfriamento foram > 30 K/s. As camadas de núcleo acima da espessura foram, em essência, completamente de martensita, sendo que, na área de transição para a camada de cobertura podem estar contidas adicionalmente proporções de ferrita e/ou de bainita. Nas camadas de cobertura foi ajustada uma estrutura/ estrutura mista feita de pelo menos uma das manifestações seguintes ferrita, bainita, martensita. Nos monólitos foi ajustada uma estrutura, em essência, completa de martensita.

[0042] A partir dos componentes endurecidos por pressão foram recortadas amostras, as quais foram submetidas a um teste de flexão de plaquetas de acordo com VDA 238-100. Os

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19/20 resultados estão reunidos na fig. 1. A fig. 1 mostra um diagrama, no qual são registrados no eixo x a resistência à tração total em [MPa] , e no eixo y, o ângulo de flexão em [°]. A área de meta é estendida por uma reta da resistência total minima de 1600 MPa, e a delimitação resultante da relação M com M = R_m (composite) * a (composite) é estendida para o caso M = 110000 °MPa. Isto é, a área de meta (área de acordo com a invenção, ver fig. 1) contém todas as formas de execução de acordo com a invenção para as quais igualmente vale que elas apresentam uma resistência total de > 1600 MPa e um valor M de >= 110000 °MPa, e preenchem particularmente a condição S > 1.000.000 [MPa²] . No caso das formas de execução não de acordo com a invenção na tabela 3 caracterizadas com um o pode se reconhecer claramente que elas estão fora da área de meta. De fato o exemplo de execução K5-D4 preenche a condição S > 1.000.000 [MPa²] em virtude de uma alta resistência na área próxima à superfície, no entanto o desempenho desse exemplo de execução fica bem abaixo do valor M > 110.000 °MPa, de tal modo que devido às propriedades desse material de moldagem a quente não é possível nenhuma construção leve econômica.

[0043] A invenção não está restrita aos exemplos de execução nem às formas de execução representados na descrição generalizada. Pelo contrário, o material de moldagem a quente de acordo com a invenção também pode ser parte de um Tailored Product/ produto sob medida, por exemplo, como parte de uma Tailored Welded Blank/ peça bruta moldada sob medida, e/ou Tailored Rolled Blank/ peça bruta laminada sob medida.

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20/20

	c	Si......	Mr.	........p.......	s	Al	Cr	ftk>		B	Rn: [MPa-
Dl	exist	0.4	2,3	<“0.02	<“0.CC3	0,7	07	0,025	0,(325	0,9015	11S2
£32	•X14	0.23	1.15	<-0,315·	<-’j.C0S	0.03	O.xS	3.025	<-0.003	0,0023	1218·
03	O.x3	Ü25	u	0.01	ϋ.0515	5.005	•XI5	0.0015	0.005	0,0020	•1531
Γχϊ	•xC7	0.205	0,8	0.02	0.008	0.04	0,075	0_;02	0.004	<-0.051	4S5
05	0,18	<*0,1	V	<*G.C15	«C.fXj6	<O,Ü1	05'	<..“0,003	<•’0.008	<’0,i)01	017
oe	ΰ,.ΰδ	0.25	0.8		<*ü,G1!5	G.04	í>.4	<^0.01	0.0?.	0.W25	52.Ί
D?	v<04	<-ü.O3	0^4		<-v.0S2	0,04	<-0.05	«Γ).ϋίΊ4	<1-0.004	<-0,0ü1	387

Tabela 1

C

Si

P

s-

ΛΙ

Cr

Nt

NG

11

V

3

Cd

Mm | M^jí;

Kl

Ü.jS

ϋ.25

i.S

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0.0)5

•1.14

«n.iiB

00015

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v^ii.yí

9,911.26

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0.005

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11,90';

0.0019

2(5)9

_: M

0.45

097

9 82

u.s<

9.994

U.M

0,23

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‘-^Oíll

11,90)

<-0 005

2004

: Kí

6 4“

ϋ,22

V

0C1

o.ots

0.035

9,14

9,1412

o.w

Λ.9Λ22

2490

: KG

::.3S

( <.·Ί

i.i.WS

Oill

9,50

t-2

-:,9¾

t',02

l.i.OW

35·κ·

Tabela 2

Camada de núclec	Proporção	Camada cie	Proporção	Resistência à tração [MPa]	Angulo de flexãc p]	Fator M [°MPa]	Fator S
K1	so%	05	10%	1836 MPa		Π9.340	1.620,200	x
Kl	70¾	D5	15¾	1732 MPa	84 -	11.:.883	1.480.000	:<
Kl	«0%	D 5	20%:	1722 MPa	67 -	] íS347	1.346.900	X
........Kl.......	m	.......P6........	15%	1058 MPa	»7	•11.386	1.318.500	X
Kl	93%	D7	b%	7,88 MPa	b] *	90.652	657.020	0
Kl	30¾	D7	10%	leOO MPa	83 “	105,102	592,040	O
K3	90%	D7	S3.	191-1 MPa	S!	35.126	725.420	0
K3	80¾	D7	10%	182« MPa	id‘^:	«8.754	652.840	O
K3	70¾	07	15%	181« MPa	65 ^s	103,535	500.280	0
K2	80%	Dl	10%	1885 MPa	S3	118.629	2.064.000	X
K9	70¾	01	15%	1831 MPa	74 -	:^,715	1.896.600	>:
K2	60%	Dl	2Ü%	179S MPa	31 ^ς·	145 d 11	1.728O0Q	x
Kl	30¾	01	10%	1868 MPa	80	113.080	1.088.000	X
Kl	“ü%	Dl	15%	1ί?23 MPa	85 ^s	118.885	1.812.uüü	X
Kl	80%.	Dl	20%:	1685 MPa	5S	116.127	1.656.000	X
Kl	80%	02	lü%	833 MPa	85 ^c	H5.S57	1.968,000	X
Kl	70¾	D2	15%	1740 MPa	68	1 W.866	1.812.000	x
Kl	60%	D2	20%	ni2M?a	7« ^?	1.S3.538	1.B56.ÜÜÜ	X
Kl	80%	03	10%	1014 MPa	59	112.926	2.505.000	X
Kl	70%	03	]5%	1911 MPa	88 *	iu.geo	2.332.5Ω0	X
Kl	80%	...............	20%	1845MPa	65	119.621	2,160.000	X
K4	70%	01	15%	2069 MPa	59 “	122.071	2.148.300	X
Kõ	70'%·	Dl	15%	21« MPa	55	117.810	2,232.000	X
K6	70%.	01	15%:	2216 MPa	51*	115.:116	2.510.000	X
........K5.......	76%	........D4........	12%	2:21 MPa	.•i^? ''	91.203	9eQ.Q00	O
K5	90%:	D4	5b>	2309 MPa	49	92.360	1.137.500	0
R1	100%			19-5 > MP?j	46*	85.985		O
________K2_______	100%			1009 MPa	.·%	87.814		0
X de. accrdo o;?:p. a invenção i : ] o não acordo coin, a invenção · >	.............................

'Tabela 3

Claims

1. Material de moldagem a quente, feito de um composite de material de três camadas, caracterizado por compreender uma camada de núcleo, feita de um aço que pode ser temperado, o qual, no estado endurecido por pressão do material de moldagem a quente, apresenta uma resistência à tração > 1900 MPa e/ou uma dureza > 575 HV10, em particular, uma resistência à tração > 2000 MPa e/ou uma dureza > 600 HV10, de preferência, uma resistência à tração > 2100 MPa e/ou uma dureza > 630 HV10, de preferência, uma resistência à tração > 2200 MPa e/ou uma dureza > 660 HV10, de modo mais preferido, uma resistência à tração > 2300 MPa e/ou uma dureza > 685 HV10, e duas camadas de cobertura ligadas à camada de núcleo com fecho devido ao material, feitas de um aço mais macio em relação à camada de núcleo, o qual, no estado endurecido por pressão do material de moldagem a quente, apresenta uma resistência à tração > 750 MPa e/ou uma dureza > 235 HV10, em particular, uma resistência à tração > 900 MPa e/ou uma dureza > 280 HV10, de preferência, uma resistência à tração > 1000 MPa e/ou uma dureza > 310 HV10, de preferência, uma resistência à tração > 1100 MPa e/ou uma dureza > 340 HV10, de modo mais preferido, uma resistência à tração > 1200 MPa e/ou uma dureza > 370 HV10.

2. Material de moldagem a quente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que além de Fe e, condicionada à fabricação, a camada de núcleo é constituída de impurezas inevitáveis de porcentagem em peso de:

C: 0,31 - 0,6 %,

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2/4

Si: até 0,5 %,

Μη: 0,5 - 2,0 %,

Ρ: até 0,06 %,

S: até 0,03 %,

AI: até 0,2 %,

Cr+Mo: até 1,2 %,

Cu: até 0,2%,

Ν: até 0,01 %,

Nb+Ti: até 0,2 %,

Ni: até 0,4 %,

V: até 0,2 %,

B: até 0,01 %,

As: até 0,02 %,

Ca: até 0,01 %,

Co: até 0,02 %,

Sn: até 0,05 %.

3. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada de núcleo apresenta um teor de C entre 0,33 e 0,55 de % em peso, em particular, entre 0,37 e 0,53 de % em peso.

4. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que além de Fe e, condicionadas à fabricação, as camadas de cobertura são constituídas de impurezas inevitáveis de porcentagem em peso de:

C: 0,08 - 0,3 %,

Si: até 1,0 %,

Mn: 0,3 - 3,0 %,

P: até 0,1 %,

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3/4

S: até 0,06 %,

AI: até 1,0 %,

Cr+Mo: até 1,5 %,

Cu: até 0,3%,

N: até 0,01 %,

Ni: até 0,3 %,

Nb+Ti: até 0,25 %,

V: até 0,05 %,

B: até 0,01 %,

Sn: até 0,05 %,

Ca: até 0,01 %,

Co: até 0,02 %.

5. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as camadas de cobertura apresentam um teor de C entre 0,13 e 0,28 de % em peso, em particular, entre 0,17 e 0,25 de % em peso.

6. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as camadas de cobertura apresentam respectivamente uma espessura de material entre 5 % e 30 %, em particular, entre 10 % e 20 %, referentes à espessura de material total do material de moldagem a quente.

7. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de moldagem a quente é fabricado por meio de chapeamento ou por meio de fundição.

8. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a relação do teor de C da camada de núcleo em relação ao

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4/4 teor de C da camada de cobertura é < 6, em particular, < 5, de preferência, < 4, de modo particularmente preferido, < 3 .

9. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de moldagem a quente possui um fator S > 1.000.000 [MPa²] no estado endurecido por pressão.

10. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de moldagem a quente possui um fator M > 110.000 [°MPa] no estado endurecido por pressão.

11. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de moldagem a quente está equipado com um revestimento de proteção contra corrosão, em particular, com um revestimento com base em zinco ou com base em alumínio.

12. Material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de moldagem a quente é parte de um Tailored Product/ produto sob medida, em particular, de uma Tailored Welded Blank/ peça bruta moldada sob medida, e/ou Tailored Rolled Blank/ peça bruta laminada sob medida.

13. Componente caracterizado por ser fabricado a partir de um material de moldagem a quente de acordo com uma das reivindicações precedentes, por meio de endurecimento por pressão.

14. Emprego do componente de acordo com a reivindicação 13 caracterizado por ser empregado em uma carroceria ou no chassi de um veículo de campo.