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    我國汽車用高強度雙相鋼板開發研究進展與成果
    發布者: 發布時間:2021/6/15 閱讀:324

     雙相鋼具有優良的力學性能和成型性能,成為理想的汽車用鋼板。在已經開發的先進高強度鋼板(AHSS)系列化產品中,高強度雙相鋼板是汽車中應用面最寬的品種之一。為了達到節能減排的目的我國也非常注重汽車輕量化的研究,已有不少鋼廠在開發雙相鋼,并不斷應用在汽車生產中。雙相鋼主要用對成型性能有較高要求的結構件(DP600、DP800、DP980),如縱梁、橫梁和加強件等汽車零件。隨著技術的進步,也逐漸開始被用于汽車外露件,如內外板(DP450、DP500)等,比標準鋼種的抗凹陷能力高20%,具有15%的減重潛力。國外主要采用熱軋雙相鋼來制作轎車車輪和大梁。國內各大鋼廠對DP鋼的需求日益增加。為了達到節能減排、降低成本、增加效益的目的,我國各大鋼廠都積極開展了對熱軋雙相鋼生產工藝的研究與開發。目前國內多家鋼廠增設了前置式超快冷設備,其細晶強化效果非常明顯,對開發新品種鋼是一個非常有利的硬件條件。為適應當前降低生產成本的迫切要求,結合現場超快冷設備,本課題主要研究C-Mn-Nb-Ti系和C-Mn-Cr系低成本高性能熱軋雙相鋼生產開發工藝,通過實驗室研究,掌握不同化學成分的相變動力學曲線、不同元素對組織性能的影響規律;在熱軋實驗基礎上,探索終軋溫度、出超快冷溫度和卷取溫度對熱軋雙相鋼的影響規律,因地制宜開發出適宜現場工況的生產工藝。并充分考慮現場CSP生產線生產過程中速度恒定,控制穩定,具備生產薄規格產品的能力,開發出鉻系雙相鋼。

     

     1. 實驗室熱模擬研究:借助熱模擬實驗,獲得相變動力學曲線。相變動力學曲線可以很好地反映出新相形成過程與新相形成速度,結合相變動力學曲線與熱膨脹曲線,可以得到準確的臨界溫度。同時根據加工硬化指數n的變化,可以將先共析轉變過程很好地描述出來。在新相形成過程中,尤其是先共析轉變過程,優先析出的是棱邊鐵素體。

     

     2. 奧氏體連續冷卻相變實驗研究:分析了不同溫度、不同變形條件下工藝參數對相變過程的影響。奧氏體化溫度越低,相變前的奧氏體晶粒尺寸越細小。減小相變前奧氏體晶粒尺寸,能夠同時促進棱邊鐵素體析出量和析出速度,冷卻速度增大,相變總時間顯著縮短,同時冷卻速度增加,鐵素體體積分數中棱邊形核占比高,且析出快。奧氏體化溫度越低,鐵素體相變溫度提高,鐵素體更易析出,同時在未完全奧氏體化的情況下,后續相變過程中的鐵素體始終大量存在。完全奧氏體過程到奧氏體化程度較低的過程變化中,貝氏體的相變區域是增加,然而區間擴大而體積分數是降低的,發生貝氏體轉變的溫度也是逐步降低,這說明碳含量的影響更為主要,而相變驅動力的影響相對來說要更為弱化。隨著奧氏體化溫度降低,珠光體相變與馬氏體相變區間均得到擴大。

     

     3. 元素硅和鉻對相變過程及對產品組織性能的影響:合金元素硅的添加在低的冷卻速度下對鐵素體相變溫度提高近30℃,提高效果明顯。合金元素硅的添加有助于加快鐵素體相變過程。同時合金元素鉻含量增加后,在40℃/s時,出現了馬氏體組織。合金元素鉻的添加有助于馬氏體的析出,同時起到一定的抑制貝氏體相變的作用。

     

     4. 實驗室熱軋實驗研究:利用實驗室四輥軋機及超快冷、復合冷卻設備,進行熱軋實驗,探索化學成分、終軋溫度和出超快冷溫度對熱軋雙相鋼的影響規律,將各熱軋試驗工藝與相應得到的微觀組織性能進行對比分析,摸索得到良好雙相鋼力學性能的熱軋工藝和冷卻工藝。

     

     5. 工藝試制:充分發揮前置式超快冷細晶強化的作用,分別在HSM和CSP生產線上進行不同成分體系的DP鋼試制。在2250HSM生產線上試制C-Mn-Nb-Ti系雙相鋼,獲得性能良好的DP700.將該產品用于制作轎車車輪,其疲勞次數為19萬次,遠遠超過標準要求。在CSP生產線上試制C-Mn-Cr系雙相鋼,獲得性能穩定的600MPa級雙相鋼,其屈強比低于0.70.采用這種成分體系的雙相鋼相比其他品種鋼至少節省成本150元/噸,且性能優良。目前汽車市場對雙相鋼需求旺盛,“以熱代冷”的薄規格熱軋雙相鋼更具市場競爭力,前景看好。

     
     

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