具体实施方式

提供了示例性实施方案，使得本公开将是彻底的，并将范围充分传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，如具体组合物、部件、装置和方法的实例，以提供对本公开的实施方案的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，示例性实施方案可以以许多不同的形式来体现，并且均不应当解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，没有详细描述公知的工艺、公知的装置结构和公知的技术。

本文所用的术语仅为了描述特定的示例性实施方案的目的，而非意在是限制性的。除非上下文清楚地另行指明，否则本文所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”意在也可以包括复数形式。术语“包含”、“包括”、“含有”和“具有”是包容性的，因此规定了所述特征、要素、组合物、步骤、整数、操作和/或组分的存在，但不排除一种或多种其它特征、整数、步骤、操作、要素、组分和/或其集合的存在或加入。尽管开放式术语“包含”要理解为用于描述和要求保护本文阐述的各种实施方案的非限制性术语，但在某些方面，该术语可以替代地理解为更具限制性和约束性的术语，如“由……组成”或“基本由……组成”。因此，对于叙述组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤的任何给定实施方案，本公开还具体包括由或基本由这样叙述的组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤组成的实施方案。在“由……组成”的情况下，替代实施方案排除任何附加的组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤，而在“基本由……组成”的情况下，从这样的实施方案中排除实质上影响基本和新颖特性的任何附加的组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤，但是在该实施方案中可以包括不会实质上影响基本和新颖特性的任何组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤。

除非明确确定为一定的实施次序，否则本文中描述的任何方法步骤、工艺和操作不应解释为必定要求它们以所论述或例示的特定次序来实施。还要理解的是，除非另行指明，否则可以采用附加或替代的步骤。

当部件、要素或层被提到“位于”、“啮合到”、“接合到”或“连接到”另一要素或层上时，其可以直接位于、啮合到、接合到或连接到该另一部件、要素或层上，或者可能存在中间要素或层。相比之下，当要素被提到“直接位于”、“直接啮合到”、“直接接合到”或“直接连接到”另一要素或层上时，可以不存在中间要素或层。用于描述要素之间的关系的其它词语应以类似方式解释（例如，“在……之间”vs“直接在……之间”，“相邻”vs“直接相邻”等等）。本文所用的术语“和/或”包括相关列举项中的一个或多个的任意和所有组合。

尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等等来描述各种步骤、要素、部件、区域、层和/或区段，但除非另行指明，否则这些步骤、要素、部件、区域、层和/或区段不应受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个步骤、要素、部件、区域、层或区段与另一步骤、要素、部件、区域、层或区段进行区分。除非上下文清楚地指明，否则术语如“第一”、“第二”和其它数值术语在本文中使用时并不暗示次序或顺序。因此，下文讨论的第一步骤、要素、部件、区域、层或区段可以被称作第二步骤、要素、部件、区域、层或区段，而不背离该示例性实施方案的教导。

为了便于描述，在本文中可以使用空间或时间上相对的术语，如“之前”、“之后”、“内”、“外”、“下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等描述如图中所示的一个要素或特征与另外一个或多个要素或特征的关系。除了图中描绘的取向之外，空间或时间上相对的术语可以意在涵盖装置或系统在使用或操作中的不同取向。

在本公开通篇中，数值代表近似测量值或范围界限以涵盖与给定值的微小偏差和具有大致所述值的实施方案以及具有确切所述值的实施方案。除了在具体实施方式最后提供的工作实施例中之外，本说明书（包括所附权利要求书）中的参数（例如量或条件）的所有数值要理解为在所有情况下均被术语“大约”修饰，无论“大约”是否实际出现在该数值前。“大约”表示所述数值允许一定程度上的轻微不精确性（一定程度上靠近该值的精确性；大致或合理地接近该值；近乎）。如果由“大约”提供的不精确性在本领域中不以这种普通含义另行理解，那么本文所用的“大约”至少表示可能由测量和使用此类参数的普通方法引起的变化。例如，“大约”可以包含小于或等于5%、任选小于或等于4%、任选小于或等于3%、任选小于或等于2%、任选小于或等于1%、任选小于或等于0.5%、以及在某些方面任选小于或等于0.1%的变化。

此外，范围的公开包括在整个范围内所有值和进一步细分范围的公开，包括对于这些范围给出的端点和子范围。

现在将参照附图更充分地描述示例性实施方案。

在传统的热冲压方法中使用高铝钢以提供无镀层钢。但是，无镀层钢在热冲压过程中会脱碳，这降低了钢强度。此外，脆性马氏体相导致延性降低。因此，本技术提供了一种热冲压方法，其使在奥氏体化过程中的脱碳最小化，增加残留奥氏体的稳定性，并通过后热处理增加延性马氏体。

由本技术提供的方法用具有高铝浓度的压制硬化钢(PHS)合金组合物来进行。该合金组合物产生具有小于或等于约5%的低密度的无镀层钢。该合金组合物包含浓度为大于或等于约1重量%至小于或等于约10重量%、大于或等于约2重量%至小于或等于约5重量%、或者大于或等于约3重量%至小于或等于约4重量%的铝(Al)。

该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0.1重量%至小于或等于约1重量%、大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.8重量%、或者大于或等于约0.2重量%至小于或等于约0.6重量%的碳(C)。

该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约3重量%、大于或等于约0.25重量%至小于或等于约2.5重量%、大于或等于约0.5重量%至小于或等于约2重量%、大于或等于约0.75重量%至小于或等于约1.5重量%、或者大于或等于约1重量%至小于或等于约1.5重量%的锰(Mn)。

该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约3重量%、大于或等于约0.25重量%至小于或等于约2.5重量%、大于或等于约0.5重量%至小于或等于约2重量%、大于或等于约0.75重量%至小于或等于约1.5重量%、或者大于或等于约1重量%至小于或等于约1.5重量%的硅(Si)。在一些实施方案中，该合金组合物包含约0.2重量%的Si。

该合金组合物的余量为铁(Fe)。

在各种实施方案中，该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约5重量%、大于或等于约0.1重量%至小于或等于约4.5重量%、大于或等于约1重量%至小于或等于约4重量%、大于或等于约2重量%至小于或等于约3重量%、大于或等于约0.075重量%至小于或等于约0.25重量%、或者大于或等于约0.1重量%至小于或等于约0.2重量%的铬(Cr)。

在各种实施方案中，该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约1重量%、或者小于或等于约0.8重量%的镍(Ni)。在一些实施方案中，该合金组合物基本上不含Ni。本文所用的“基本上不含”是指仅存在痕量水平的组分，例如小于或等于约1重量%、小于或等于约0.5重量%的水平，或不可检测到的水平。

在各种实施方案中，该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约1重量%、或者小于或等于约0.8重量%的钼(Mo)。在一些实施方案中，该合金组合物基本上不含Mo。

在各种实施方案中，该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约1重量%、或者小于或等于约0.8重量%的铜(Cu)。在一些实施方案中，该合金组合物基本上不含Cu。

在各种实施方案中，该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约0.1重量%、或者小于或等于约0.005重量%的铌(Nb)。在一些实施方案中，该合金组合物基本上不含Nb。

在各种实施方案中，该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约0.5重量%、或者小于或等于约0.25重量%的钒(V)。在一些实施方案中，该合金组合物基本上不含V。

在各种实施方案中，该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约0.5重量%、或者小于或等于约0.25重量%的钛(Ti)。在一些实施方案中，该合金组合物基本上不含Ti。

在各种实施方案中，该合金组合物还包含浓度为大于或等于约0重量%至小于或等于约0.005重量%、或者小于或等于约0.001重量%的硼(B)。在一些实施方案中，该合金组合物基本上不含B。

该合金组合物可以包含Al、C、Mn、Si、Cr、Ni、Mo、Nb、V、Cu、Ti、B和Fe的各种组合，它们各自的浓度如上所述。在一些实施方案中，该合金组合物基本上由Al、C、Mn、Si、Cr和Fe组成。如上所述，术语“基本上由……组成”是指合金组合物排除了实质上影响合金组合物的基本和新颖特性的另外的组合物、材料、组分、元素和/或特征，但在实施方案中可以包括不会实质上影响基本和新颖特性的任何组合物、材料、组分、元素和/或特征。因此，当合金组合物基本上由Al、C、Mn、Si、Cr和Fe组成时，该合金组合物也可以包含不会实质上影响合金组合物的基本和新颖特性的Ni、Mo、Nb、V、Cu、Ti和B的任何组合。在其它实施方案中，该合金组合物由Al、C、Mn、Si、Cr和Fe以它们各自的上述浓度，以及Ni、Mo、Nb、V、Cu、Ti和B中的至少一种以不超过痕量，例如以小于或等于约1.5%、小于或等于约1%、小于或等于约0.5%的水平，或以不可检测到的水平组成。本文没有描述的其它元素也可以以痕量包含在内，条件是它们不会实质上影响合金组合物的基本和新颖特性。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由Al、C、Mn、Si、Cr和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由Al、C、Mn、Si、Cr和Fe组成。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由Al、C、Mn、Si和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由Al、C、Mn、Si和Fe组成。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由Al、C、Mn、Si、Cr、Mo和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由Al、C、Mn、Si、Cr、Mo和Fe组成。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由Al、C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由Al、C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V和Fe组成。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由Al、C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由Al、C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni和Fe组成。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由Al、C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由Al、C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu和Fe组成。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu、Ti和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu、Ti和Fe组成。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu、B和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu、B和Fe组成。

在一个实施方案中，该合金组合物基本上由C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu、Ti、B和Fe组成。在另一个实施方案中，该合金组合物由C、Mn、Si、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu、Ti、B和Fe组成。

该合金组合物还包含铬和铝，其中该合金组合物具有高铬含量和相对低的铝含量或高铝含量和相对低的铬含量。

在各个方面，该合金组合物的余量为铁。

将该合金组合物轧制成卷材或作为片材提供并储存以备将来使用。所提供的合金组合物没有经过预氧化。然而，在一些实施方案中，以卷材或片材提供的合金组合物是经过预氧化的。

参照图1，本技术提供了形成成形钢物件的方法10。所述成形钢物件可以是通常通过热冲压制造的任何物件，例如交通工具部件。具有适合通过本方法生产的部件的交通工具的非限制性实例包括自行车、汽车、摩托车、船、拖拉机、公共汽车、移动房屋、露营车、滑翔机、飞机和军用交通工具如坦克。

方法10包括从作为卷材或片材提供的合金组合物切割坯料12。该合金组合物可以是本文所述的任何合金组合物。该方法随后包括将坯料12转移到炉或烘箱14，并且通过将坯料12加热到高于奥氏体开始形成温度(Ac1)的温度以产生加热的坯料来使坯料12奥氏体化。在各个实施方案中，所述加热包括将坯料12加热到大于或等于约880℃至小于或等于约1000℃、或者大于或等于约900℃至小于或等于约950℃的温度。所述加热进行大于或等于约2分钟至小于或等于约20分钟、或者大于或等于约5分钟至小于或等于约10分钟的时间段。

所述加热在包含惰性气体、基于碳的气体和氮气(N₂)中的至少一种的气氛下进行。在各种实施方式中，惰性气体是氦气(He)、氦气(Ne)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)或其组合，并且基于碳的气体是甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)或其组合。因此，所述加热在选自He、Ne、Ar、Kr、Xe、N₂、CH₄、C₂H₆及其组合的气体存在下进行。

任选地通过机械臂16，将加热的坯料转移至压机18。在此，方法10包括将加热的坯料成型为由压机限定的预定形状。在各个实施方案中，所述成型包括冲压经过加热的坯料以产生具有所述预定形状的冲压物件。

当在压机18中时，方法10还包括对冲压物件进行淬火以形成成形钢物件20。所述淬火包括将冲压物件的温度降低到环境温度，在此情况下产生成形钢物件20。在各个实施方案中，方法10不包括预氧化步骤、镀覆步骤和去氧化皮步骤(例如喷丸处理)中的至少一个。

接下来，方法10包括进行后热处理。后热处理包括将成形钢物件转移到第二烘箱或炉22，并将成形钢物件20加热到高于合金组合物的马氏体相变结束(Mf)温度，但低于马氏体相变开始(Ms)温度的处理温度。在各个实施方案中，所述加热包括将成形钢物件20加热到大于或等于约100℃至小于或等于约400℃的温度，持续大于或等于约0.1分钟至小于或等于约60分钟、或者大于或等于约2分钟至小于或等于约30分钟的时间段。方法10还包括将成形钢物件冷却回到环境温度。

在图2中进一步描述了方法10，图2显示了具有表示温度的y轴52和表示时间的x轴54的图50。图50上的线56是合金组合物的冷却曲线。在这里，使坯料奥氏体化，即，加热到最终温度58，该温度高于合金组合物的铁素体向奥氏体的转变开始的温度(Ac1) 60。如上所述，最终温度58大于或等于约880℃至小于或等于约1000℃、或者大于或等于约900℃至小于或等于约950℃。

然后，在压机中在最终温度58和Ac1 60之间的温度62下将奥氏体化的坯料冲压或热成型为冲压物件。然后，以大于或等于约1℃s^-1、大于或等于约5℃s^-1、大于或等于约10℃s^-1、大于或等于约15℃s^-1、或者大于或等于约20℃s^-1的恒定速率，例如以约1℃s^-1、约3℃s^-1、约5℃s^-1、约10℃s^-1、约15℃s^-1、约20℃s^-1、约25℃s^-1、约30℃s^-1的速率或更快的速率，对冲压物件进行淬火，即冷却，直到温度降低到低于马氏体相变开始(Ms)温度64，达到环境温度68，从而形成成形钢物件。

然后，后热处理包括将成形钢物件加热到高于环境温度68的温度，例如如上所述，在大于或等于约100℃至小于或等于约400℃的处理温度70下，持续大于或等于约0.1分钟至小于或等于约60分钟、或者大于或等于约2分钟至小于或等于约30分钟的时间段。将成形钢物件冷却回到环境温度68完成该方法。

图2中所示的插入图80具有对应于奥氏体稳定性的y轴82和对应于奥氏体中碳含量的x轴84。如线86所示，高碳含量导致残留奥氏体(RA)稳定性的增加。RA稳定性的这种增加与马氏体中碳含量的降低有关，这增加了马氏体的延性。不受理论限制，似乎惰性气体减少了C与活性气体之间的反应，该反应通常导致脱碳。

参照图3，用本文所述的合金组合物制造三种成形钢物件。在奥氏体化过程中不使用惰性气体并且不进行后热处理的情况下制造第一成形钢物件。在进行后热处理，但在奥氏体化过程中不使用惰性气体的情况下制造第二成形钢物件。在奥氏体化过程中使用惰性气体并且在进行后热处理的情况下制造第三成形钢物件。所显示的图90具有对应于应力(900-1300 MPa)的y轴92和对应于应变(5-11%)的x轴94。第一成形钢物件由正方形表示，第二成形钢物件由菱形表示，并且第三成形钢物件由圆形表示。如图90中所示，第一成形钢物件产生大约1100 MPa/5-7%，第二成形钢物件产生大约1150 MPa/6-10%，并且第三成形钢物件产生大约1270 MPa/8-10%。因此，本技术的方法改善了合金组合物的强度和延性两者。

本技术还提供了由上述方法制造的成形钢物件。相对于没有在惰性温度下奥氏体化并且经受后热处理的第二成形物件，该成形钢物件具有更高的强度和更高的延性。所述成形钢物件可以是汽车或如上所例示的其它交通工具的部件。

在本技术的各个方面，合金组合物经过奥氏体化、淬火并经受后热处理以形成先进高强度钢(AHSS)，并随后成型为卷材或作为片材提供。这种AHSS可以是镀Zn的或裸露的(未镀覆)，适于通过在环境温度下冷冲压制造成形物件。

出于说明和描述的目的，已经提供了前面的实施方案的描述。其并非意在为详尽的或限制本公开。特定实施方案的各个要素或特征通常不限于该特定实施方案，而是在适当的情况下可以互换，并且即使未具体示出或描述也可以在所选实施方案中使用。其也可以以许多方式变化。这样的变化不应被认为是背离本公开，并且所有这样的修改意在被包括在本公开的范围内。