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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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汽车用高强度表面处理钢板
一般来说,钢的屈服强度增加,伸长率降低。但铁素体和马氏体双相钢(DP钢)和由于残余奥氏体加工诱发马氏体相变发生硬化而使变形量增加的TRIP钢(相变诱导塑性钢),比传统高强度钢具有更大的延性。此外,还开发出在200℃左右涂漆烘烤加热时硬度增加的烘烤硬化钢(BH钢)和添加Ti、Nb的超低碳BH钢。
在对高强度钢进行热镀Zn或合金化热镀Zn时,由于钢中的Mn、Si等强化元素和氧的亲和力较大,在镀Zn前的连续退火过程中优先被氧化,在钢板表面生成SiO2、Mn2SiO4等氧化物。这些氧化物降低了Zn液与钢的浸润性,是镀Zn钢板产生“露钢”缺陷的一个原因。
表面处理钢板的发展方向
由于Zn的良好耐蚀性以及对基板的替代腐蚀保护功能,用Zn和Zn合金进行表面处理的钢板得到广泛的应用。可以认为很难用简单方法来取代Zn的这些优良特性。但是,在Zn的替代腐蚀保护功能方面,由于对Zn阳极反应的非极化特性(阳极过电压很难增加),替代腐蚀电位很低,基本上是-1.0V,所以,在替代腐蚀反应过程中氢会渗入钢材,使钢材发生脆化。研究表明,用Al-Mg-Si合金替代Zn进行钢板热镀,可以抑制替代腐蚀电位的降低和氢渗入钢中。因此这是一个通过选择适当的合金组合减小氢脆的表面处理方法。
总之,由于Zn的物理、力学以及化学特性,很难改变Zn在钢板表面处理中的优势地位。因此,重要的不是单纯地用其他金属或合金替代Zn,而是通过钢的热处理、加工、化成处理、涂装等工艺的适当组合,开发出适用于不同用途和不同特性要求的表面处理工艺。
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。
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