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制约国内超高强度冷成型钢应用的因素主要在成形和焊接技术方面;而热成形钢的应用主要是成本问题。高强度钢板未来的应用方向主要是在现有车身结构、件、底盘件的基础上进一步扩大应用;新的应用增长点则在车身覆盖件和座椅系统等方面。预计在未来3~5年内,车身高强度钢板的用量将达到65%~70%,且超高强度钢和热成形钢的比例会进一步增加。实现这样的大量高强度钢板的应用,必须解决现有高强度钢板应用的 技术难题—冲压成形问题。由此,高强度钢未来的技术发展路线主要有两个方面:一、开发新一代高强度钢冷冲压钢种,通过冲压或滚压等工艺实现1GPa级别以上冷成型超高强度钢;二、改进热成形钢性能以及热冲压工艺,并开发低成本热冲压新工艺技术。
合金元素对钢热处理工艺性能 的影响 热处理工艺性能反映钢热处理的难易程度和热处理产 生缺陷的倾向。主要包括淬透性、过热敏感性、回火脆化倾向和 氧化脱碳倾向等。合金钢的淬透性高, 淬火时可以采用比较缓慢 的冷却方法,可减少工件的变形和开裂倾向。加入锰、硅会增大钢 的过热敏感性。
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板材特钢厂高强度钢板用钢连铸坯试生产成功,这标志着本钢集团特钢产品生产能力再上新台阶,对加速特钢产品转型升级,打造企业品牌形象,增强市场竞争力均有着十分积极的意义。
H13钢是当前国内外应用广泛的热模具钢种之一,具有良好的韧性、热强性、热疲劳性能、耐磨性及热处理变形小的优点,通常用于、玩具等生产线的浇铸模具,市场空间广阔,利润空间较大。由于该品种为高端特殊钢品种,对生产工艺要求极其严格,目前国内大多特钢生产企业都采取传统的模铸生产方式,产品成材率偏低,生产成本较高,仅有少数企业具有相关技术水平和大规模连铸生产能力。
为了抢抓市场机遇,在激烈的市场竞争中把握主动权,国贸公司、产品研究院、板材特钢厂等单位联合出击,结合市场需求积极开展高强度钢板用钢连铸坯攻关。为确保试生产顺利,在生产前期工艺准备阶段,产品研究院与板材特钢厂召开了近10次工艺研讨会,针对产品特点及生产中可能存在的问题进行讨论,反复研究,提前制订工艺方案。
高强度钢板用钢合金含量高,浇铸过程中热抗应力大,对铸机矫直功能形成前所未有的考验。为此,在试生产前,板材特钢厂积极查找相关资料,并与同类厂家进行技术交流,终通过提高矫直机下压应力,确保了试生产过程中产品矫直顺利完成。
针对高强度钢板用钢在浇铸过程中拉速和过热度匹配要求高,拉速过快容易对钢坯内部质量造成不利影响等问题,板材特钢厂结合生产实际,多次进行理论计算,准确确定液相线位置,以保证生产中的钢水粘度、拉速和过热度。经低倍检验,此次试生产的产品全部满足生产要求。
此外,为避免钢坯冷却过程太快或过慢影响到钢坯质量,该厂还多次进行现场试验,制订了科学合理的钢坯冷却制度,有效满足了工艺生产需求,使产品质量得到保证。
高强度钢板用钢连铸坯的成功试生产,不仅使本钢集团具备了H13钢的大规模生产能力,提高了产品生产效率,而且大大减少了生产过程浪费,降低了生产成本消耗。同时,这也标志着本钢集团特钢产品正在向高端产品领域迈进,对企业实现转型升级和拓展利润空间具有重要意义。
纳米多孔高强板材料与致密块体高强板相比,内部存在大量的孔隙,使其具有诸多优异的特性,如密度小、比表面积大、光学性能以及电化学性能优异等,因而可用来制作过滤器、催化剂及催化剂载体、多孔电极等,成为新型多孔材料研究领域的热点之一。纳米多孔高强板材料的研制成功,开拓了多孔高强板新的应用领域,而研发出率制备纳米多孔高强板材料的方法,成为该材料得以拓宽其应用前景的前提和基础。目前,一种很有希望的制备方法,即脱合金法正在引起人们的关注。
所谓“脱合金法”,就是运用选择性化学或电化学腐蚀原理,在合金组元间电极电位相差较大的情况下,让合金中电化学性质较活泼的元素在电解质的作用下选择性地溶解进入电解液而留下电化学性质较稳定元素,剩余的成分即可形成多孔的微观结构。
脱合金法制备的纳米多孔高强板具有连续的网络结构,在微观上具有纳米尺度的均匀性,孔径尺寸和骨架相颗粒直径尺寸均为纳米级。其开放性纳米多孔结构和连续三维网络赋予该材料独特的物理化学性能,使其具有极高的比表面积和孔隙率,是十分理想的催化剂。纳米多孔高强板也是良好的催化剂载体,可以在其表面镀覆贵高强板。孔径小于5纳米的多孔贵高强板在电催化、传感器等领域具有显著优势,高的表面积对表面点的结合是非常有利的。
采用脱合金法,让一种或者几种活性较高的元素被选择溶解,使得合金处于不稳定状态,余下较惰性的高强板原子将重新排列成互相交错的多孔网状结构。比如,用脱元素法制备纳米多孔镍,就是通过选择溶解镍合金中比Ni活泼的元素,留下惰性的Ni元素自组装成开口的纳米多孔结构。实验表明,纳米孔的存在增加了Ni基材料的比表面积;而且,脱合金后纳米孔表面粗糙,存在很多小台阶,台阶边缘位置存在大量悬键,可通过电子和原子吸附反应物,其催化活性远远高于常规骨架Ni催化剂。已有工作表明,纳米多孔Ni基合金薄膜孔结构非常均匀,很适用于相分离、热交换、光栅等过滤领域,还可用作固体氧化物燃料电池的阳极或固体电解质的载体。
Ni基非晶合金具有成分均匀、各向同性、相结构简单等特点,因此,以Ni基非晶为初始合金通过脱合金法可以获得孔分布均匀的纳米多孔Ni催化剂。目前,这方面的研究正成为热点。
另外,作为脱合金法中的方法之一,“脱相法”可以从两相或者多相合金中脱出较活泼的相来获得多孔材料。其基本原理是:合金中各相的电化学活性不同,在对材料进行阳极极化时,活性高的相优先溶解而活性低的相仍保留在基体中。比如,Ni基高温合金由有序结构的γ’相以共格方式镶嵌在立方结构γ基体相中。借助电化学方法将其中一相进行选择性溶解,结果可得到多孔结构,其中含有大多为几百纳米宽的互通孔道。
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