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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%。
Q460C钢板可选切割工艺:
耐蚀钢铁合金铸件包括耐蚀铸钢、耐蚀铸铁两类。具体的工艺为:
1、火焰切割:火焰切割设备的成本低并且是切割厚金属板 经济有效的手段,但是在薄板切割方面有其不足之处.与等离子比较起来,火焰切割的热影响区要大许多,热变形比较大.为了切割准确有效,操作人员需要拥有高超技术才能在切割过程中及时回避金属板的热变形.
2、激光切割:激光切割设备可切割4mm以下的不锈钢,在激光束中加氧气可切割20mm厚的碳钢,但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜.切割的 大厚度可增加到20mm,但切割部件的尺寸误差较大.
3、剪板机:剪板机是借于运动的上刀片和固定的下刀片,采用合理的刀片间隙,对各种厚度的金属板材施加剪切力,使板材按所需要的尺寸断裂分离.剪板机属于锻压机械中的一种,主要作用就是金属加工行业.
4、等离子切割机:等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化(和蒸发),并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法.
1、耐蚀铸钢
1.1马氏体耐蚀钢
这类钢的w(C)在0.10-0.45%之间,w(Cr)在12.0-14.0%之间。主要的热处理防止:1)调质处理。主要为了获得马氏体,并防止碳化物析出;调质回火是淬火应力和提高韧性。2)正火+回火。含有少量镍、钼、硅等元素的低碳马氏体耐蚀钢,经正火+回火处理后,力学性能得到改善。
1.2铁素体耐蚀钢
这类钢的w(C)≤0.12%,w(Cr)在15-20%之间。主要热处理方式:1)铸态;2)退火。退火的温度不应低于540℃,也不可高于850℃。加热过程中,当温度达到350℃时, 进行一段时间均热,以免铸件产生大应力。
1.3奥氏体耐蚀钢
典型钢种是1Cr18Ni9Ti。主要热处理方式:1)固溶。将铸件加热到950-1175℃,加热时宜采用先低温预热,再快速加热到固溶温度的工艺。2)固溶+稳定化处理。对另含有钛铌等合金元素铸件固溶处理后,应再进行稳定化处理。即重新将铸件加热到850-930℃,然后快冷。以阻止碳化铬析出,改善抗晶界腐蚀性能。
1.4沉淀硬化耐蚀钢
典型钢种是ZGCr17Ni4Cu2。热处理方式为固溶+时效强化,固溶温度为1020-1060℃,时效硬化温度为560-650℃。
2、耐蚀铸铁
耐蚀铸铁含有较高的硅、铝、铬、镍等单一元素或由它们混合而成的复合元素。为了改善综合力学性能,常加入铜、稀土等合金元素,此类材料属于较硬的耐蚀脆性材料。热处理方式为内应力低温退火。
高强度钢板是专用于架造铁路或公路桥梁的钢板。要求有较高的强度、韧性以及承受机车车辆的载荷和冲击,且要有良好的抗疲劳性、一定的低温韧性和耐大气腐蚀性。
国内桥梁用钢的发展与铁路钢桥的建造密切联系,经历了“低碳钢→低合金钢→高强度钢”的发展过程。到目前为止,国内桥梁用结构钢经历了6个发展阶段:
1、 代
代高强度钢板只有A3q和16q两个钢号,屈服强度≥240MPa,抗拉强度≥380MPa。
2、第二代
为了建造南京长江大桥,1962年研制成功了低合金钢16Mnq钢,屈服强度≥345MPa,抗拉强度≥520MPa, 板厚为32mm,这是国内第二代高强度钢板,即目前被广泛采用的Q345q钢。
3、第三代
为了修建九江长江大桥研究开发了15MnVNq钢,屈服强度≥420MPa,抗拉强度≥540
MPa,这是国内第三代高强度钢板。
4、第四代
20世纪末,为了修建芜湖长江大桥,在16Mnq钢基础上降碳加铌微合金化,研究开发了14MnNbq钢,屈服强度≥370MPa,抗拉强度≥530MPa,这是国内第四代高强度钢板,即目前被广泛采用的Q370q钢。
5、第五代
为了建造重庆朝天门长江大桥和京沪高速铁路南京大胜关长江大桥,针对部分受力大的构件开发了Q420q钢板,这是国内第五代高强度钢板。
6、第六代
目前,为了满足沪通长江大桥的设计需要,正在研发更高强度的Q500q钢板,这将是国内第六代高强度钢板。
随着国内铁路建设向高速、重载方向发展,铁路钢桥向高速、重载、大跨度、结构美观新颖、全焊方向发展,对桥梁用钢的性能提出更高要求。目前国内钢铁工业的迅猛发展和高强度钢板的应用量日益增加,迫切需要加快高性能高强度钢板的推广应用,以满足现代钢桥制造的需要,高强度钢板也将得到进一步的发展。
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