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快速发展的汽车工业,给 的节能减排、环境保护和能源等方面带来了巨大的挑战。随着中国进入汽车社会,乘用车保有量大大提高。汽车轻量化成为节能减排的一条重要途径。在可选的轻量化材料中,高强度钢板除了轻量效果略低一些外,在使用性能、成本和节能减排等方面均具有一定的优势。高强度钢具有高的强度、高的碰撞吸能性,可以有效提高汽车的性。与传统软钢相比在满足相同汽车法规要求的前提下,可以大幅降低汽车的重量,是同时实现汽车轻量化与性要求的 轻量化材料方案。随着汽车法规的日趋严格,高强度钢板在乘用车上应用得到了快速的发展。同时,由于高强度钢板可在现有钢板的生产线上进行成分和工艺的优化,材料成本增幅也较小。
目前,乘用车常用的汽车钢板包括碳锰软钢、无间隙原子钢(IF)、高强度低合金钢(HSLA)、各向同性钢(IS)、双相钢(DP)、相变诱导塑性钢(TRIP)、孪晶诱发塑性钢(TWIP)、复相钢(CP)、马氏体钢(MS)、铁素体贝氏体钢(FB钢)、热成形钢等。高强度钢板具有性能、成本等方面的优势,决定了其仍是目前市场上 的轻量化材料,也是中低端乘用车轻量化材料的 。国外典型钢质车身的高强度钢板比例普遍达到50%~60%,部分车型甚至超过70%。其中一些 款车型的高强度钢板比例高达到73%。随着国内汽车法规和油耗法规的日趋严格,高强度钢板也受到越来越多的重视。自主品牌乘用车的高强度钢板用量与强度级别也在显著提高。一汽乘用车的车身高强度钢板比例达到50%以上。奇瑞公司车身高强度钢板应用比例也达50%以上,新开发的车型已达到60%。长城汽车大量采用高强度钢板,单车用量 的达到62.9%。此外,吉利、长安、东风、上汽和北汽等自主品牌新开发车型高强度钢板应用水平也基本都在50%。
主要经营产品:钢板分类;锰板、普板、碳素板、耐磨板、耐候板、30Mn钢板价格、船板、桥梁板、锅炉板、容器板、高建钢板、合金板、耐热板、不锈钢板、管线板等, 高强板主要用于制造滚动轴承的滚动体和套圈。轴承应具备长寿命、高精度、低发热量、高速性、高刚性、低噪音、高耐磨性等特性,因此要求高强板应具备:高硬度、均匀硬度、高弹性极限、高接触疲劳强度、必须的韧性、一定的淬透性、在大气的润滑剂中的耐腐蚀性能。为了达到上述性能要求,对高强板的化学成分均匀性、非金属夹杂物含量和类型、碳化物粒度和分布、脱碳等要求严格。高强板总体上向高质量、高性能和多品种方向发展。
评价轴承材料的质量主要有两个方面:材料的纯净度和均匀性。材料的纯净度是指材料中的夹杂物尽量少。材料的均匀性是指材料中的夹杂物和碳化物颗粒细小、弥散。
(1)向高洁净度和性能多样化两个方向发展,因为提高高强板的洁净度,特别是降低钢中的氧含量,可以明显延长轴承的寿命。
(2)采用LF炉外精炼--RH炉真空脱气技术生产高强板的冶金质量,特别是降低钢中氧含量和提高钢的纯净度起到了决定性作用。
(3)高强板连铸技术的开发和应用可以进一步降低钢中氧含量,提高接触疲劳寿命;可以提高劳动生产率和降低生产成本。为改善低倍质量,国外高强板连铸坯的断面尺寸普遍较大,如:连铸坯的断面尺寸380×490mm。
(4)高强板的轧制向高速、连续、全自动化、控轧、控冷方向发展。
(5)采用高频超声波探伤,发现钢中的大型宏观夹杂物。
(6)真空精炼工艺部分替代电渣重熔工艺。
(7)高强板氧含量控制的追求目标:[O]≤5ppm。
(8)钢中氧化物夹杂控制的追求目标:夹杂物尺寸≤10μm。
(9)高强板钛含量控制的追求目标:[Ti]≤5ppm。
(10)高强板氮含量控制的追求目标:[N]≤30ppm。
随着陆地资源的日益枯竭,人类加快了走向海洋的步伐,跨海大桥、海底隧道、海洋石油平台等重大工程不断建设。然而,这些海洋工程材料所面临的 挑战便是海洋环境中的腐蚀。高强板作为常用的工程建筑材料之一,其耐海水腐蚀性能直接影响到混凝土结构在海洋环境中的耐久性。
目前,应用较为广泛的耐腐蚀高强板有涂层高强板、不锈高强板和合金耐蚀高强板。某钢铁公司研究人员开发了低合金耐蚀高强板20MnSiCrV,其室温组织为铁素体和珠光体,屈服强度达到450MPa,抗拉强度达到650MPa,腐蚀速率低于普通高强板的70%。在此基础上,进一步优化合金成分,研制出高耐蚀性合金高强板00Cr10MoV。本工作对研制的00Cr10MoV高强板的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能进行系统分析,并与普通高强板20MnSiV进行对比和讨论。
试验材料化学成分如表1所示,在150kg真空感应炉中进行冶炼并模铸成80kg的钢锭,钢锭经锻造后焊接至140mm×140mm×12m方坯尾部,在生产车间终热轧成Φ25mm的高强板。分别从3根成品高强板上截取3段高强板加工成拉伸试样,在5585型电子 材料试验机上测定试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率等。对试样横截面进行金相组织观察,并用Tukon 2100B型数字化闭环控制维氏硬度计对试样的不同组织进行硬度测试,用岛津1610型电子探针显微分析仪(EPMA)观察合金元素在其组织内的分布。采用盐雾、周浸腐蚀实验、电化学阻抗谱以及极化曲线等测试方法进一步评价其耐蚀性能。
表1 实验用钢的化学成分(质量分数,%)
钢种
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
V
Fe
00Cr10MoV
≤0.03
0.40~0.60
1.40~1.60
≤0.01
≤0.01
9.5~10.5
0.9~1.2
0.03~0.10
余量
20MnSiV
0.21
0.49
1.44
0.019
0.007
—
—
0.028
余量
结果表明:
(1)耐海水腐蚀00Cr10MoV高强板的显微组织主要由铁素体和贝氏体组成,屈服强度达到450MPa以上,综合力学性能优良;
(2)在加速腐蚀实验条件下,00Cr10MoV钢的腐蚀速率均不足普通高强板20MnSiV的5%;其腐蚀产物以α-FeOOH,β-FeOOH和γ-FeOOH为主,另外还含有少量Fe3O4和微量含氯产物Na3CrCl16,Fe+3O(OH,Cl);
(3)合金元素Cr和Mo的添加,提高了00Cr10MoV钢在3.5%NaCl中性水溶液中的自腐蚀电位和电荷转移电阻,降低了其腐蚀电流密度,使其耐海水腐蚀性能较20MnSiV钢有较大的。
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