本發(fā)明是對(duì)通過沖壓成形等成形而制造的成形部件的剪切端面處的延遲斷裂特性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。另外，本發(fā)明是涉及成形部件的延遲斷裂特性評(píng)價(jià)方法及使用了該方法的成形部件的制造方法的技術(shù)。在此，在本說明書中，將對(duì)金屬板施加剪切加工而得到的端面稱作剪切端面。本發(fā)明是尤其適合于由拉伸強(qiáng)度980mpa以上的高強(qiáng)度鋼板(高張力鋼板)構(gòu)成的成形部件的技術(shù)。另外，在本說明書中，將高強(qiáng)度鋼板中的拉伸強(qiáng)度1470mpa以上的鋼板稱作超高強(qiáng)度鋼板。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，對(duì)于汽車，追求著由輕量化實(shí)現(xiàn)的燃料經(jīng)濟(jì)性提高和碰撞安全性的提高。并且，以車身的輕量化和碰撞時(shí)的搭乘者保護(hù)的兼顧為目的，對(duì)車身使用著高強(qiáng)度鋼板。尤其是，近年來，拉伸強(qiáng)度980mpa以上的高強(qiáng)度鋼板開始被應(yīng)用于車身。作為高強(qiáng)度鋼板的車身應(yīng)用時(shí)的課題之一，存在延遲斷裂。尤其在拉伸強(qiáng)度980mpa以上的高強(qiáng)度鋼板中，從剪切端面產(chǎn)生的延遲斷裂成為了重要的課題。剪切端面是剪切加工后的端面。該課題在高強(qiáng)度鋼板中的拉伸強(qiáng)度1470mpa以上的超高強(qiáng)度鋼板中尤其成為問題。

2、在此，已知在剪切端面會(huì)殘留大的拉伸應(yīng)力。因該殘留，擔(dān)心由金屬板制造的成形部件的隨時(shí)間經(jīng)過的延遲斷裂的產(chǎn)生。

3、要想預(yù)先預(yù)測(cè)剪切端面處的延遲斷裂，需要制作評(píng)價(jià)用的試驗(yàn)片且將該試驗(yàn)片設(shè)置于氫侵入環(huán)境下。而且，剪切端面會(huì)因剪切加工時(shí)的塑性變形而性質(zhì)發(fā)生變化。并且，一般來說，剪切端面處的延遲斷裂的危險(xiǎn)升高。因而，例如在專利文獻(xiàn)1中，如以下這樣評(píng)價(jià)延遲斷裂的產(chǎn)生。即，在專利文獻(xiàn)1中，將基于軋制的板厚方向上的壓縮加工對(duì)試驗(yàn)片的剪切端面施加。之后，將試驗(yàn)片設(shè)置于氫侵入環(huán)境下，評(píng)價(jià)延遲斷裂的產(chǎn)生。

4、在此，考慮將剪切后的狀態(tài)的剪切端面無負(fù)荷地設(shè)置于氫侵入環(huán)境下的試驗(yàn)。即使在該試驗(yàn)中不產(chǎn)生延遲斷裂的情況下，若從外部負(fù)荷應(yīng)力而進(jìn)行試驗(yàn)，則有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生延遲斷裂。其理由是因?yàn)椋合鄬?duì)于殘留于剪切端面的大的拉伸應(yīng)力，進(jìn)一步追加來自外部的負(fù)荷應(yīng)力。因而，例如在專利文獻(xiàn)2中，對(duì)包含剪切端面的評(píng)價(jià)試樣負(fù)荷基于拉伸的定載荷且以束縛狀態(tài)設(shè)置于氫侵入環(huán)境下，評(píng)價(jià)延遲斷裂特性。另外，在專利文獻(xiàn)3中，作為更簡(jiǎn)便的方法，以負(fù)荷了基于彎曲的載荷的狀態(tài)設(shè)置于氫環(huán)境下，評(píng)價(jià)延遲斷裂特性。不過，在專利文獻(xiàn)3中，剪切端面不是對(duì)象，將試驗(yàn)片表面處的延遲斷裂特性的評(píng)價(jià)作為著重點(diǎn)。因而，在專利文獻(xiàn)3中，評(píng)價(jià)試樣的剪切端面表面由樹脂涂膜密封，將剪切端面從評(píng)價(jià)的對(duì)象摘除。

5、但是，發(fā)明人進(jìn)行了各種研究，得到了以下的見解。即，得到了“關(guān)于基于這些延遲斷裂評(píng)價(jià)手法而對(duì)實(shí)際的汽車部件預(yù)測(cè)或預(yù)防延遲斷裂的產(chǎn)生，存在進(jìn)一步的課題”這一見解。

6、例如專利文獻(xiàn)1那樣的基于軋制的應(yīng)變導(dǎo)入存在以下的課題。即，存在與通過對(duì)汽車部件使用的沖壓成形而導(dǎo)入的成形應(yīng)變所致的變形狀態(tài)背離這一課題。在沖壓成形中，對(duì)剪切端面導(dǎo)入基于單軸的拉伸和壓縮以及它們的組合的彎曲變形。因而，在專利文獻(xiàn)1那樣的評(píng)價(jià)手法中，評(píng)價(jià)是不充分的。另外，在專利文獻(xiàn)2、3中，未考慮由剪切端面的剪切加工后的塑性變形引起的延遲斷裂特性的變化。因而，作為在剪切端面產(chǎn)生各種各樣的成形應(yīng)變的成形部件中的延遲斷裂評(píng)價(jià)是不充分的。

7、并且，不管在專利文獻(xiàn)1~3的哪個(gè)評(píng)價(jià)方法中，都只是評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室的個(gè)別的氫侵入條件·應(yīng)力條件下的延遲斷裂產(chǎn)生的有無、時(shí)間。

8、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

9、專利文獻(xiàn)

10、專利文獻(xiàn)1：日本特開2020-41837號(hào)公報(bào)

11、專利文獻(xiàn)2：日本專利第5196926號(hào)公報(bào)

12、專利文獻(xiàn)3：日本專利第5971058號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、以往，未進(jìn)行以下的觀點(diǎn)下的評(píng)價(jià)。該觀點(diǎn)是“與實(shí)際的汽車部件中的氫侵入環(huán)境、應(yīng)力進(jìn)行比較，關(guān)于延遲斷裂的產(chǎn)生，在氫侵入環(huán)境、應(yīng)力的條件存在多少余裕度”這一觀點(diǎn)。

3、并且，發(fā)明人得到了以下的見解。即，在實(shí)際的汽車部件中，對(duì)被加工的金屬板導(dǎo)入因剪切端面的形成部位而不同的成形應(yīng)變。并且，得到了因該成形應(yīng)變而在基于塑性變形的延遲斷裂特性產(chǎn)生變化這一見解。而且，得到了“在剪切端面中，除了由剪切引起的殘留應(yīng)力之外還追加沖壓成形后的負(fù)荷應(yīng)力，從而有時(shí)延遲斷裂變得容易產(chǎn)生”這一見解。

4、另外，發(fā)明人得到了以下的見解。即，考慮在某氫侵入環(huán)境下對(duì)導(dǎo)入了成形應(yīng)變的剪切端面負(fù)荷了成形殘留應(yīng)力的情況。在該情況下，得到了對(duì)成形部件的剪切端面相對(duì)于延遲斷裂產(chǎn)生具有多少余裕度進(jìn)行評(píng)價(jià)是非常重要的這一見解。也就是說，得到了這樣的評(píng)價(jià)對(duì)于避免汽車部件中的剪切端面處的延遲斷裂是非常重要的這一見解。

5、如以上這樣，通過汽車部件的沖壓成形，剪切端面性質(zhì)因塑性變形而變化。另一方面，以往，與在實(shí)際的汽車部件中產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行比較而能夠預(yù)測(cè)延遲斷裂的產(chǎn)生的指標(biāo)不存在，因而，能夠從應(yīng)力余裕度這一觀點(diǎn)進(jìn)行延遲斷裂評(píng)價(jià)的手法不存在。

6、本發(fā)明著眼于如上所述的點(diǎn)，目的在于更高精度地評(píng)價(jià)使用時(shí)的成形部件中的剪切端面處的延遲斷裂特性。并且，本發(fā)明的目的在于使得能夠制造抑制了延遲斷裂的成形部件。

7、用于解決課題的手段

8、為了課題解決，本發(fā)明的一方案是一種成形部件的延遲斷裂特性評(píng)價(jià)方法，將由高強(qiáng)度鋼板構(gòu)成的金屬板成形而制造成形部件，評(píng)價(jià)將該成形部件向其他部件組裝而使用的該成形部件的剪切端面處的延遲斷裂特性，其主旨在于，包括：第一工序，基于包括在對(duì)上述金屬板的剪切面負(fù)荷了預(yù)先設(shè)定的負(fù)荷應(yīng)力的狀態(tài)下進(jìn)行束縛的工序和在上述束縛的狀態(tài)下將該金屬板向預(yù)先設(shè)定的氫侵入環(huán)境設(shè)置預(yù)先設(shè)定的時(shí)間的工序的試驗(yàn)的結(jié)果，將不產(chǎn)生上述金屬板的剪切面處的延遲斷裂的外在負(fù)荷應(yīng)力的容許值即應(yīng)力余裕度以應(yīng)變量為變量而求出；第二工序，進(jìn)行將上述金屬板成形為上述成形部件的成形解析，求出在將上述金屬板成形為上述成形部件時(shí)產(chǎn)生的、上述成形部件的剪切端面處的殘留應(yīng)力和應(yīng)變量；第三工序，求出通過將上述成形部件向其他部件組裝而在上述剪切端面負(fù)荷的負(fù)荷應(yīng)力；及第四工序，基于以在上述第二工序中求出的應(yīng)變量為變量的上述金屬板的應(yīng)力余裕度和在上述第二工序中求出的殘留應(yīng)力與在上述第三工序中求出的負(fù)荷應(yīng)力的合計(jì)應(yīng)力，評(píng)價(jià)上述成形部件的延遲斷裂的余裕度。

9、上述成形例如是沖壓成形。

10、發(fā)明效果

11、根據(jù)本發(fā)明的方案，更高精度地評(píng)價(jià)被置于使用環(huán)境的狀態(tài)下的成形部件中的剪切端面處的延遲斷裂特性。其結(jié)果，能夠制造抑制了延遲斷裂的成形部件。

12、此時(shí)，作為延遲斷裂評(píng)價(jià)的指標(biāo)的應(yīng)力余裕度以應(yīng)力為單位，能夠從基于應(yīng)力的余裕度這一觀點(diǎn)評(píng)價(jià)。因而，例如，在對(duì)汽車的面板部件、構(gòu)造·骨架部件等各種部件應(yīng)用高強(qiáng)度鋼板時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果。即，根據(jù)本發(fā)明的方案，能夠?qū)㈥P(guān)于成形部件的延遲斷裂的產(chǎn)生以包含具有應(yīng)力的維度的余裕度的方式預(yù)測(cè)。

13、并且，根據(jù)本發(fā)明的方案，例如，通過擴(kuò)大超高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用范圍，也能夠?qū)崿F(xiàn)汽車車身的輕量化。