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微合金化技术综述(下)

MW35.com 2005-7-5
汽车工业用热轧和冷轧薄钢板

在70年代初第一次石油危机之后,微合金化热轧和冷轧薄钢板在汽车工业获得了广泛应用。用高强度钢代替低强度钢过去是现在依然是降低汽车车重的有效方法,以节省燃料。安全方面的需要也激发了高强度钢的应用。

热轧薄钢板

热轧低合金高强度钢(HSLA)薄钢板主要用于卡车的底盘部分,也用于大客车的车轮,轮毂等部件。传统的屈服强度水平在350MPa到550MPa之间,具有铁素体加少量珠光体组织。表6列出了一些典型的化学成分。过去,这些钢也用Ti作为主要微合金化元素来生产,尤其是在过去钢的含硫水平比较高。加入钛的另外一个主要作用是控制硫化物的形状。但是由于其碳化物形成的动力学原因,轧制工艺十分复杂,大部分情况下是不允许的,以避免出现典型的最终产品性能大范围的分散,图18。在铁素体-少量珠光体钢中,当薄板的厚度方向需要使用两种微合金化元素来获得更高的强度时,Nb和V的结合将使性能分散范围小些。以上考虑涉及到Ti的碳化物沉淀强化作用。如果只用来固定N,则Ti很有效。在含Nb钢中,强度进一步提高,因为更多的Nb将使铸造性能也得到改善。

最近,开发出690MPa级卡车大梁用钢,它利用了在由热带轧机直接轧出的贝氏体钢中所有的强化机理,图19。表7列出了两种欧洲产品的合金设计。

铁素体-贝氏体钢,含10~30%的贝氏体,用于车轮、轮毂和底盘,它比铁素体-珠光体钢具有更优越的凸缘压边延伸性能。与铁素体-马氏体——双相钢相反,当焊接的轮毂轮箍被拉伸时,使用这种钢不会出现局部颈缩。如图20所示,当合金设计、轧制参数——卷取温度——得到控制从而第二相主要为贝氏体相时,就可达到强度和成型性的最优配合。

冷轧薄钢板

传统的微合金高强度冷轧薄板用钢在汽车工业已使用了25年,但部分汽车零件不需要高的成型性。图21显示了罩式退火钢板的典型化学成分。传统的微合金钢也可在连续退火线上生产,此时,对于给定的钢种,可以获得更高的强度。例如,如图22所示的用于汽车侧挡板的双相钢。

更复杂形状的产品——汽车车体(integrated panels)的开发以及传统钢达不到罩式退火同样的成型性而引入连续退火生产薄钢板,需要开发一种新的类型钢,即无间隙钢——超低碳IF钢。

无间隙钢添加Ti、Nb或Ti+Nb生成无间隙原子。尤其在镀锌产品中,TiNb无间隙钢可获得最优配合的机械性能以及更好的表面质量,如图23、24、25、26、27、28所示。仅添加Ti的无间隙钢易于产生表面缺陷。                        

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