Q690高强钢的开发

Q690高强钢的开发
Q690高强钢的开发

Q690高强钢的开发

性能指标

Q690属于低合金高强钢,表1为国标与日本欧美同等级钢种化学成分对照表。 表1

牌号

质量等级

化学成分(质量分数)% Q690 C S i M n S P Nb V T i C r N i C u N M o B Al s

不大于 不小于 C

0.18 0.60 2.00 0.030 0.030 0.11 0.12 0.20 1.00 0.80 0.80 0.015 0.30 0.004 0.015 D

0.030 0.025 E

0.025 0.020 S700MC

0.12 0.60 2.10 0.015 0.025 0.09 0.20 0.22 0.50 0.005 0.015 WEL-T

EN780 0.05 0.44 1.35 0.18 2.52 0.54

表2为国标与日本欧美同等级钢种力学性能对照表。

表2

牌号 屈服强度

(MPa)(<16mm) 抗拉强度(MPa)(<40mm) 延伸率%(<40mm) 冲击吸收能量

(Kv/J)(-20C O )

Q690 >690 770~940 >14 >47 S700MC >700 750~950 >12 WEL-TEN780 740 830 24 96

根据表2,确定研发Q690的性能指标参照GB\T1591-2008。 即:

屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(%) 冲击吸收能量(Kv/J

-20C O )

>690 770~940 >14 >47

Q690在其它钢厂的开发情况

Q690屈服强度高,轧制难度大,目前国内能够生产且生产规模比较大的钢厂有济钢、武钢、南钢、宝钢、舞钢。低合金高强钢板市场济钢市场占有率最高。

目前Q690产品绝大部分属于宽厚板,传统生产工艺为离线调质,直接淬火一回火工艺与离线调质工艺比较, 前者具有降低生产和资金成本和有利于板材性能提高的优点, 已成为国内外钢铁企业开发高强度中厚板产品广为关注的重要技术领域,下表为各大钢厂采用进口的中厚板轧线所配备的高水平直接淬火设备生产的产品级别

宝钢、舞钢、南钢、济钢均采用直接淬火—回火工艺生产Q690级别以上宽厚板产品。

宝钢采用低温大压下+DQ工艺开发出具有良好低温韧性的Q690高强钢厚板,板厚可达80mm,且具有良好的焊接性能,40mm以下Q690CF可实现不预热焊接。低温大压下技术是在较低温度下, 采用较大变形率轧制钢板。采用此方法轧制后的钢板具有稳定的拉伸性能和较高的低温冲击功

济钢生产的Q690在郑煤机、平顶山煤机、北方重工、内蒙一机厂、重庆庆江、淮北矿物局、大同煤矿等多家煤机厂的液压支架制造上进行了成功的实际应用,并在哈焊所进行了焊接工艺评定。

南京钢铁联合有限公司采用C-Mn微合金化的方法生产出高强度低碳贝氏体Q690D(E),为国内首创低碳贝氏体钢宽中厚板(卷)连铸—卷轧短工艺流程技术。

合金元素配置要点

热连轧钢板要想得到屈服强度700MPa以上的强度,必须在热轧及随后冷却过程中实现细晶强化、析出强化、相变强化和固溶强化等最大限度的综合控制。考虑到轧机能力,Q690的强化主要以轧后冷却过程的相变强化和析出强化为主,为减少轧机的负荷和提高钢的强韧性,在钢中加入微合金元素Nb,以提高钢的再结晶温度,使得Q690在较高的温度下完成轧制也可以得到储存大变形能的变形奥氏体组织,进而得到细小的相变组织。同时,成分设计时还要考虑690必须具备良好的成形性能、低温冲击性能和焊接性能。呈于这样的考虑和以往的经验,成份体系设计如下:

C:0.060~0.084%,较低的碳含量可使钢具有良好的焊接性和冷成形性,强度的不足可通过微合金化和控轧控冷工艺来弥补。

Mn:1.65~1.85%,通过固溶强化提高钢的强度。Mn促进碳氮化物析出相在加热时候的溶解,抑制析出相在轧制时候的析出,有利于保持较多的析出元素于轧后的冷却过程中在铁素体中析出,加强了析出强化。此外Mn可扩大奥氏体相区,降低过冷奥氏体相的转变温度,有利于相变组织的细化。

P: 15ppm以下,低的磷含量可使钢具有良好的韧性、冷成形性和焊接性。

S:530ppm以下,低的硫含量使钢具有较好的韧性和冷成形性。

Nb:0.050~0.065%,通过细晶强化和析出强化提高钢的强度。Nb可提高奥氏体的再结晶温度,即在较高的温度下实现奥氏体非再结晶区轧制,从而可使轧件在较高的温度下完成轧制变形,同时得到细小的相变组织。此外部分Nb在铁素体区析出,强化铁素体基体。

Ti:0.10~0.12%,通过析出强化提高钢的强度。

轧制工艺要点

一、加热温度

Q690是以析出强化为主的高强度钢材,它的强度很大部分来自轧制及轧后冷却过程产生的析出,这些析出主要是:TIN、TIC、NbN和NbC等。它们的晶体结构相同,可以完全互溶,形成Mx(CN),其具体组成决定于成分和温度。连铸生产完成后,板坯中已经存在了大量的碳、氮化物析出,如果这些析出物没有在板坯加热过程中固溶的话,在整个热轧生产过程中这些析出物对材料的组织变化就不产生任何作用,它们不仅不能对析出强化和细晶强化做贡献,甚至可能因有较大颗粒的析出物存在而对材料的塑性和韧性不利。这时,这类析出物所占用的微合金化元素没有起到预期的强化作用。因此,选择较高的加热温度是析出强化钢所必需的。在这一温度下,必须使得已经存在的大部分Nb和Ti的C、N化物再度固溶,然后在轧制和卷取过程中析出,起到晶粒细化和析出强化等。

二、轧制温度

Q690采用两阶段轧制,在奥氏体再结晶区完成一阶段轧制,在奥氏体未再结晶区完成二阶段轧制。

从理论上分析,如果采用较低的轧制温度,将加大材料在非再结晶奥氏体区的变形,增加变形奥氏体中的位错,促进得到细晶粒转变组织,加强了细晶强化。但薄规格Q690高强度钢板的轧制,为了减轻轧机的载荷,需要采用较高的终轧温度。

Nb能提高奥氏体的再结晶温度,使奥氏体在比较高的温度下仍处于未再结晶区,因而

可以实现在非再结晶区多道次累积大变形量,使奥氏体内部晶粒产生大量位错和变形带,促进细晶转变。

三、轧后冷速

采用较大的冷速对提高材料的强度非常有利,可以抑制等轴铁素体和珠光体的产生,增大晶界不规则铁素体和贝氏体分数,这种组织因有晶内位错的存在而有较大的强度,且由于晶内位错的存在有利于铁素体区内的Nb和Ti的碳氮化物析出。且增大相变过冷度,有利于晶粒细化。

轧制完成后应立即开始水冷,Q690终轧温度高,容易产生回复和再结晶,影响非再结晶区控轧效果。

四、卷取温度

卷取温度影响析出强化和位错强化这两种既互相促进、又相互制约的强化机制。卷取温度高,析出增多,但由于非多边形铁素体业少,对材料强化效果最好的晶粒内的析出不多,位错强化也弱。卷取温度太低,非多边形铁素体增加,位错强化加强,但由于动力学的原因析出被抑制,也不能达到最佳强化效果。所以,选取的卷取温度必须兼顾以上两个方面。国外研究表明,Nb和Ti的碳化物在铁素体的最佳析出温度为600C O左右

五、市场需求

目前国内重型汽车年产量约50万辆,年需求高强度大梁钢50~55万吨。

六、研发计划制度

耐磨钢组织研究及发展

耐磨钢的组织研究及发展应用 摘要:本研究描述了几种新型耐磨钢的情况,包括国内外生产状况、研究现状及发展方向,其中重点介绍了准贝氏体高强耐磨钢、奥氏体耐磨钢及马氏体耐磨钢的组织结构及耐磨特点,用大量实验数据加以说明,如何获得最佳生产效果,并通过实用性指出耐磨钢开发应注重系列化和经济性。 关键词:耐磨钢;新型;发展方向;磨损研究 Abstract :This study describes several new wear-resistant steel, including production situation at home and abroad, the present research situation and development direction, of which mainly introduces must bainite steel, high strength wear-resisting austenitic wear-resistant steel and martensite steel wear-resisting of organization structure and wear-resisting characteristics, with a lot of experimental data to illustrate, how to get the best production effect, and through the practical points out that wear-resisting steel development should pay attention to the series and economy. Keywords: Wear-resistant steel; New; Development direction; Wear research 1 前言 摩擦和磨损是与机械设备整个运转系统有关的复杂过程,影响因素很多,相应地减少摩擦和提高耐磨性的措施也是多方面。然而,摩擦和磨损毕竟是发生在材料的表面层,因此,材料本身的特性是一个最基本的影响因素。随着科学技术和国民经济的高速发展,机械设备的运转速度越来越高,受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快,其使用寿命越来越成为影响现代设备(特别是高速运转的自动生产线)生产效率的重要因素。 据统计,机械装备及其零件的磨损所造成的经济损失占国民经济总产值4%左右。因此,解决磨损和延长部件的使用寿命成为设计、制造和使用各种机械设备时所需要考虑的首要问题,耐磨材料已成为影响现代生产效率的重要因素。 2 国内外生产现状 近几十年来,高强度耐磨钢的开发与应用发展很快。这类钢是在低合金高强度可焊接钢的基础上发展起来的,耐磨性能好,使用寿命可达传统结构钢板的数倍;生产工艺较简单,一般采用轧后直接淬火加回火,或通过控轧、控冷工艺进行强化。 国内能生产高强度耐磨钢的厂家主要有舞钢、武钢、宝钢、南钢等,主要品种为NM360~400。每年年消耗耐磨钢30万~60万t,通常使用的钢板厚度为6~80(100)mm。在耐磨钢生产工艺设备方面,国内先后从国外引进数条机械化自动化生产线,并发展了结合国情的新型工艺设备。同时,采用炉外精炼与连铸等炼钢工艺新技术,使产品的内在质量、外观质量和使用性能都得到明显提高,金属消耗大幅度降低。一些厂家产品已达到或超过国际水平,出口到东南亚、日本、南非、美国、澳大利亚等地[1],如舞钢生产的硬度HB≥360级的可焊接高强度结构用耐磨钢板,所制造的设备适用于高磨损、高冲击的场合,也可作为屈服强度≥700 MPa的高强度结构钢使用。在不损失强度的前提下,钢板具有良好的冲击韧性及焊接性能,另外,沈重开发研制了硬度达HB 360的NMG360耐磨钢板,其性能指标基本达到国外同类产品水平[2]。 当前国外生产耐磨钢板的著名厂家和产品有:瑞典奥克隆德生产的HARDOX系列;德国迪林根的400V 和500V;德国蒂森克虏伯(TKS)的XAR400、XAR450、XAR500;日本JFE 的EH360、EH400 和EH500等。瑞典钢铁奥克隆德有限公司是SSAB瑞典钢铁集团的成员之一,拥有全球领先的淬火和回

汽车零部件仓储设计方案

仓储管理与实务 实训报告 班级物流S09-4 姓名 学号 指导老师颜浩龙 成绩 学期2010下学期 物流管理教研组

目录 目录 (1) 汽车零部件仓储方案设计 (4) 一、项目概述 (4) 二、零部件库房物流方案设计 (5) (一)、物流中心规划 (5) (二)、物流中心日吞吐量预测 (12) (三)、仓库功能区设计 (12) (四)、货架布置方案设计 (12) (五)、叉车布置方案设计 (16) (六)、物流中心基本作业流程设计 (20) (七)、出入库包装标准设计 (30) (八)、仓储信息管理系统设计 (31) 三、零部件仓储设备考察与选择 (33) (一)、叉车供应商考察与选择 (33) (二)、货架供应商考察与选择 (37) (三)、料框托盘供应商考察与选择 (39) (四)、包装供应商考察与选择 (40)

(五)、仓储管理系统(WMS)供应商考察与选择 (41)

汽车零部件仓储方案设计 一、项目概述 福田汽车计划在诸城建设一座5万平米的零部件仓储中心。要求硬件及管理水平均达到国际一流水平。 现山东的库房日吞吐金额达到300万元,日发出订单5000条目,800份(其中紧急订单1000条目,400份左右),预计2012年作业量将翻番。 目前征地工作已完成,物流中心所处地块情况见下图。 总用地面积约:13.3公顷(199.5亩)(133000m2) 总建筑面积:70128m2 其中:零部件仓库一期52848m2(仓库需求43787m2 ,办公及公用设施需求2016m2,剩余7045m2为故障零部件库(共需求13446m2)) 零部件仓库二期17280m2(仓库需求17049m2)

先进高强度钢应用手册

先进高强度钢应用手册 国际汽车钢板研究组织 2006.9 湖南大学汽车车身设计与制造国家重点试验室译(第1版) 2009.1

前言 近几年来,为了减轻汽车重量和提高汽车安全性,汽车钢板的开发技术、应用技术方面有了许多新的发展。由国际钢铁公司资助的项目ULSAB (汽车车身轻量化技术)和USLAB-A VC(先进概念车)等,主要在车身上大量采用先进高强度钢,研究汽车的轻量化设计的一些理念。先进高强度钢的应用,需要新的成形技术和连接技术。 这本指南是汽车钢铁研究组织的多位专家的合作成果。其中,特别感谢以下专家: Dr Heiko Beenken Mr Willie Bernert Mr Klaus Blümel Dr Bj?rn Carlsson Dr Jayanth Chintamani Mr Bart DePompolo Mr Daniel Eriksson Mr Peter Heidbüche … 特别感谢Stuart Keeler博士,他是一位金属成形领域的著名专家。他负责本书的编辑工作。国际汽车用钢组织包括全球的下面钢铁公司: 宝山钢铁公司 …… Edward G. Opbroek 国际汽车用钢组织主席

翻译感言 偶然在网上搜索到这本《ADV ANCED HIGH STRENGTH STEEL APPLICA TION GUIDLINES》,当时非常高兴,这本书中包括了一些工厂中常遇到的一些问题,比如,先进高强度钢与传统钢的区别,DP钢与TRIP钢的区别,各种回弹机理。当时只看了一些感兴趣的章节。后面继续看这本手册,发现中间还包括很大的信息量,激起了翻译该本手册的兴趣。翻译过程中,感觉收获比较多,比如局部延伸率,这在国内文献中很少看到。 本手册第一章介绍了先进高强度钢的微观结构、宏观力学性能等;第二章中介绍了先进高强度钢零件的设计、冲压和应用中的一些问题;第三章介绍了先进高强度钢的连接方法;第一章的知识用于解释第二章、第三章中的某些现象。第四章是书中的一些专有名词及其解释,为了方便读者看英文版本,该章有中文和英文。第五章是参考文献。 阅读本手册,可快速全面掌握先进高强度钢涉及到的问题,对这些问题有个初步的了解。如果对其中某个问题很感兴趣,可以在第五章查找相关的文献,或在实践中研究相关问题。相信该手册对先进高强度钢生产企业、汽车生产企业、模具企业、高校或研究所都有一定参考价值。 由于译者外语水平和知识有限,本文翻译中难免有一些错误之处,请大家批评指正。同时建议读该文献原文,第四章中的词汇为中英文,对阅读原文可能有所帮助。 刘迪辉申光举译 2009年1月30日

新型高强韧TWIP钢概述#精选、

新型高强韧TWIP钢概述 一背景 随着人们生活水平的日益提高,有车一族在城市中的比重越来越大,现代汽车的发展趋势是轻量化,节能和安全等,为适应这一发展需要,在汽车制造中有必要采用高强度的钢板。据统计,汽车重量每减轻1%,燃料消耗可降低0.6%~1.0%[1],而能耗高会导致尾气排放量增加,因此,汽车减重对节能和环保意义重大。汽车减重的一个重要手段是采用高强度钢。基于这种情况汽车工业迫切需要人们对高强度钢的研究和开发。近年来新开发的含15-25%Mn、2-4%Si和2-4%Al 的高Mn钢显示出极高的延伸率(60-95%)和中等的强 (600-1100MPa),其抗拉强度和延伸率的乘积在50000 MPa%以上,其优良的力学性能来自于形变过程中的孪生诱发塑性效应,即TWIP 效应。TWIP钢是现在研究较广泛的超高强度钢,它不仅具有高强度,高的应变硬化率,还有非常优良的塑性,韧性和成形性能。从现代汽车用钢对高强度和高塑性的要求来看,TWIP钢是最佳选择。 经过成分筛选,发现Fe-25Mn-3Si-3Al合金具有最佳的TWIP效应,其研发和实用化对汽车用钢板产业和汽车产业的调整升级起着重要作用,具有巨大的经济开发潜力。国外知名钢企业和研究机构在TWIP 钢的成分设计、处理工艺、微观机理等方面开展了广泛研究,目前,典型成分除Fe-Mn-Si-Al系外,还有Fe-Mn-C系和Fe-Mn-Al-C系TWIP 钢。国内的上海大学、上海交通大学、北京科技大学、东北大学等高校研究机构联合上海宝钢、鞍山鞍钢等大型钢铁企业在此领域进行了

深入的研究[2]。 二概念和力学性能 TWIP钢是twinning induced plasticity steel的简称,全称:孪生诱发塑性钢。 孪晶诱发塑性(TWIP)钢是第二代高强度用钢的一种,因其形变过程中能产生大量形变孪晶、推迟缩颈的形成,具有优异的强塑性及高应变硬化性、高能量吸收能力(20℃时吸收能达到0.5J/ram3)[2]而得名,是一种理想的汽车用抗冲击结构材料。Grassal等[9]在研究Fe-Mn-Si-Al系TRIP钢时发现了该钢,并提出孪晶诱发塑性(TWIP)的概念。 材料的力学性能决定于其基体组织,TWIP钢为单一的奥氏体(面心立方)组织,因而具有较低的屈服强度(约280 MPa),中等的抗拉强度(约600 MPa)[5]。面心立方结构的TWIP钢密排面密排程度高,滑移系,滑移方向多,因而塑性好,特别是当TWIP钢拉伸时,由于高应变区会应变诱发孪晶转变,由此显著延迟钢的缩颈,从而极大地提高了钢的塑性,因此具有极高的延伸率(大于80 %)[6]。除此之外,另一个令人瞩目的力学性能是具有高的能量吸收能力和没有低温脆性转变温度。如20℃时约为0.5J/mm3[2],为传统深冲钢的两倍以上;在﹣196℃~200℃形变温度区间内没有低温脆性转变温度。该钢在无外载荷的条件下,室温组织是稳定的奥氏体,基体中存在大量的退火孪晶,一旦施加一定的外部载荷后,因为应变诱发产生形变孪晶,发生大的无颈缩延伸,表现出优良的机械性能,如高的应变硬化率、高

汽车用高强钢发展综述分析解析

安 徽 工 业 大 学 研究生考试试卷 考试科目:_________________________ 阅 卷 人:_________________________ 专 业:_________________________ 学 号:_________________________ 姓 名:_________________________ 注 意 事 项 1、 考前研究生将上述项目填写清楚 2、 字迹要清楚,保持卷面清洁 3、 教师将成绩单送研究生学院归档 年 月 日 现代工程材料 研材料12 20120049 季承玺 方俊飞

汽车用高强钢发展综述 摘要:综述了目前国内外高强钢材汽车钢板的使用现状及全球趋势,探究了国内外在高强钢材的科技水平,并且在此基础上提出了高强钢材的应用前景,为汽车钢板行业实现可持续发展提供了思路。 关键词:汽车;高强钢;轻量化;种类;发展 1. 高强钢材的优势 与普通强度钢材相比,高强度钢材(以下简称高强钢)具有更高的屈服强度和抗拉强度,因此,采用高强钢构件替代普通强度钢构件可以减小截面尺寸,节约钢材用量,降低制造、运输、安装费用等。高强钢的应用不仅能体现更高的结构效率,还可以带来可观的经济效益和社会效益。 高强度钢材的优点有很多,研究结果表明,在同样的轴心受压条件下,采用高强度钢材的钢柱,在整体稳定方面,极限应力δu与屈服强度f y的比值δu/f y(即整体稳定系数φ),要比普通强度钢材钢柱高很多[1]。相对于普通钢材,钢结构采用高强度钢材具有以下优势:能够减小构件尺寸和结构重量,相应地减少焊接工作量和焊接材料用量,减少各种涂层(防锈、防火等)的用量,使得运输安装更加容易,降低钢结构的加工制作、运输和安装成本。高强度钢材能够降低钢材用量,从而大大减少铁矿石资源的消耗;焊接材料和各种涂层(防锈、防火等)用量的减少,也能够大大减少不可再生资源的消耗,同时能够减少因资源开采对环境的破坏。2. 低合金高强度钢生产工艺技术的发展 自60年代以来,在低合金高强度钢发展的第三阶段中,生产工艺技术有了长足的进步,这是由三方面因素促成的。 (1)对低合金高强度钢性能的要求有了新的认识和提高。对焊接钢材要求不仅有高的抗裂纹生成能力,还要求有良好的抗裂纹扩展能力,即良好的缺口韧性。强度越高,要求韧性越好。 (2)组织一性能关系的基础研究有了重大的突破。Hall和Petch的基础研究首次向人们展示,晶粒细化可以同时提高屈服强度和冲击韧性。Morrison和Wodhead 等的研究表明,在适当条件下,低合金高强度钢中可以形成一定体积分数的尺寸为纳米级的碳氮化物粒子,具有非常强烈的沉淀硬化效果,而加入的钒、妮、钦等元素,以前仅作为细化晶粒元素使用,实际上它们还有析出强化作用。Garland 和Plateau等关于第二相质点对塑性断裂过程影响的理论分析表明,材料的总体塑性与质点的形状有关,第二相质点的长宽比增加,提高沿夹杂物长度方向的拉伸塑性,由此产生塑性的各向异性。这种各向异性影响扁平产品的纵向弯曲性能以

高强度钢材应用技术

高强度钢材应用技术 刘振泉刘海豹 (中交第一公路工程局有限公司) 1 前言 目前许多施工企业都在拓展海外市场,以谋求更广阔的发展空间。非洲基础设施落后,房建领域尤其是高强度钢结构应用凤毛麟角,我们结合本项目钢结构设计特点,现将恩德培国际机场改扩建项目货运楼中应用的高强度钢材技术进行一下说明。 2 技术特点 (1)所有高强度钢材需符合欧标或英标。 (2)钢结构高强度钢材形式多样,连接复杂。 3 适用范围 本方法适用于恩德培国际机场改扩建项目货运楼主体钢结构。 4 工艺原理 所用高强度钢材符合欧标及英标的标准。 4.1严格控制高强钢材的焊接程序 高强钢材焊接应符合相应欧洲或英国标准,焊工应有符合上岗的认证,对相应焊接的关键部位要严格把控。 4.2严格控制施工过程 施工过程要遵守施工规范,严格控制高强钢材的吊装,吊装的顺序应安全有序。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工放线→基础混凝土内预埋螺栓→(钢结构加工制作)门式刚架吊装→吊车梁安装→钢梁安装→屋架、屋面板及屋檐板安装→墙面板安装→钢结构涂装。 5.2 操作要点 5.2.1.钢结构的焊缝要探伤,看加工的是否合格; 5.2.2.结构安装的误差; 5.2.3.钢结构螺栓位置及尺寸偏差; 5.2. 4.维护结构的安装节点的合理性; 5.2.5.钢结构的除锈的等级; 5.2. 6.防锈漆和防火涂料的厚度。 6 材料与设备

6.2 设备 根据材料特性和施工工艺要求,一般采用以下机械设备: 7 质量控制 1)钢结构安装时,必须控制屋面、楼面、平台等的施工荷载,严禁超过设计图纸和相应规范要求。 2)钢结构安装过程中,结构形成空间刚度单元后,应及时对柱底和基础顶面的空隙进行二次浇灌,地 脚螺栓安装好后的外露长度允许偏差0—+30mm。 3)焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不小于200mm,翼缘板拼接长度不小于2倍板宽; 腹板拼接宽度不小于300mm,长度不小于600mm。 4)吊车梁和桁架不应下挠。 5)摩擦型高强度螺栓连接接触面应平整,有75%的面顶紧,边缘最大间隙0.8mm。 8 安全措施 1) 吊装现场道路必须平整坚实,回填土、松软土层要进行处理。如土质松软,应单独铺设道路。起重

先进高强钢应用优势及未来研究方向

先进高强钢应用优势及未来研究方向 当前,由于环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。轻量化这一概念最先起源于赛车运动,车身减重后可以带来更好的操控性,发动机输出的动力能够产生更高的加速度。由于车辆轻,起步时加速性能更好,刹车时的制动距离更短。汽车的轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。 1轻量化意义 汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量,在保持汽车整体品质、性能和造价不变甚至优化的前提下,降低汽车自身重量可以提高输出功率、降低噪声、提升操控性、可靠性,提高车速、降低油耗、减少废气排放量、提升安全性。有研究结果表明,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%;汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6升;若滚动阻力减少10%,燃油效率可提高3%;若车桥、变速器等装置的传动效率提高10%,燃油效率可提高7%。汽车车身约占汽车总质量的30%,空载情况下,约70%的油耗用在车身质量上。因此,车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益。 2AHSS优势 高强钢、铝合金、镁合金和塑料是当前汽车轻量化的4种主要材料。高强度钢主要用于汽车外壳和结构件。铝合金最适用于产生高应力的毂结构件,如罩类、箱类、歧管等。镁合金具有良好的压铸成型性能,适应制造汽车各类压铸件。塑料及其复合材料通过改变材料的机械强度及加工成型性能,以适应车上不同部件的用途要求。钢铁材料在与有色合金和高分子材料的竞争中继续发挥其价格便宜、工艺成熟的优势,通过高强度化和有效的强化措施可充分发挥其强度潜力,迄今为止仍然是汽车制造中使用最多的材料。 随着安全性、燃油经济性和驾驶性能标准的不断提升,这对车用材料提出了更高的要求。为应对这一挑战,全球钢铁工业成功研发了具有突出冶金性能和高成形性的先进高强度钢(AHSS)。AHSS具有以下优点: 1)安全性:鉴于钢铁独特的冶金性能和灵活的加工工艺,AHSS产品可以被设计制造成任意特殊形状,为乘员安全提供最佳保护方案。 2)轻量化:工程师们将AHSS与新的先进制造工艺相结合,使用更加轻薄的钢材制造出轻质汽车零部件,不仅保持了原有部件的强度和其他性能,而且在一定程度上还有所提升。 3)可循环利用性:钢材可以100%回收循环利用,而且汽车的生命周期评估表明,与使用其他替代材料相比,AHSS车辆排放量最少。 4)成本合理:工程学研究表明,与传统车用材料相比,AHSS几乎不增加任何成本,而像铝这种低密度材料则需额外增加每磅$2.75以上的成本。同时,多数整车制造厂已配备钢部件加工生产线和技术,AHSS可直接生产应用,而不需额外投入昂贵的新的加工装备和制造工艺。 3AHSS车用情况 2013款雪佛兰Silverado和美国通用GMC1500 SIERRA皮卡在其驾驶舱中使用了超过70%比重的AHSS,这不但增加了车身结构强度,而且还减少了前车架

新型高强钢焊丝的特性及应用

新型高强钢焊丝的特性及应用 一、概述 随着科学技术的进步和国家节能减排宏观政策的推广,高强钢的应用越来越多。从应用较早的煤矿机械,逐渐向大型钢结构、动力机车、特种车辆、大型客车、工程机械、管线和海洋工程等领域发展。我公司专业生产高强钢气体保护焊丝,拥有自主知识产权的高强钢气体保护焊丝国家发明专利。公司主导产品为GHS—50,GHS —60 , GHS—70,GHS—80,GHS—90(见图1)已经通过了CE 认证,DB认证正在办理中。 在第十九届北京·埃森焊接与切割展览会上,我公司展出了新型高强钢气体保护焊丝系列产品,本文将论述部分产品在相应领域的应用案例,全面介绍产品的性能与应用特点。 二、新型高强钢焊丝的性能特点 (1)公司产品通过微合金强化和微合金轫化,改善了组织,提高了强度。依靠微量元素来获取大量的针状铁素体组织,从而保证了低温冲击韧性。GHS—60焊丝的﹣60℃冲击吸收能量可以达到82J。 (2)通过合金元素的合理匹配,为用户提供了宽松的施工条件。在不同的焊接热输入条件下,都可以获得满意的力学性能。 (3)通过对关键微量元素的控制,降低了熔滴的表面张力,熔滴得到细化,从而大幅度降低了飞溅,获得良好的焊道成形)。 (4)焊丝具有良好的外观和线性,确保了焊接过程中优异的工艺性能。 三、新型高强钢焊丝的焊接工艺特点 新型高强钢焊丝的焊接工艺特点主要包括以下几个方面: (1)尽量不摆弧焊接新型高强钢焊丝应用了微量合金元素来促进针状铁素体的形成和抑制先共析铁素体的析出,大幅度的摆弧,将改变铁素体的形态,并在晶间析出有害的组织。因此,在焊接时尽量不要摆弧,以保证获得性能良好的焊缝。 (2)保护气要求新型高强钢焊丝尽可能采用富氩的混合气体进行焊接,以保证合金元素的过渡,获得良好的微观组织。 (3)焊前预热和焊后热处理对于Q550以上级别的高强钢板,预热和焊后热处理是必要的,还要控制焊接过程中的道间温度。必要时,需采用多人焊接。 (4)焊接工艺采用多层多道错位焊,以获得优良的焊接接头。引弧和收弧应错开50mm以上,避免在应力集中处引弧和收弧。 (5)焊材选用对于定位焊和打底焊,采用比母材强度低一级别的焊丝焊接,效果会更好。如Q690钢的焊接,定位焊和打底焊用GHS—70(GB /T8110,ER69—G),填充和盖面焊用GHS—80(GB/T8110,ER76—G)。 (6)合理的焊接顺序既要防止较大的焊接变形,又要控制焊接内应力,为此依据工件结构,制定合理的焊接顺序。 四、典型应用案例 1. 煤矿液压支架的焊接

高强钢筋应用技术

一、高强钢筋应用技术 (一)前言 HRB400级钢筋已作为高效钢筋被列为重点推广应用的建筑业10项新技术之一,推广应用HRB400等高强钢筋对有效利用自然资源,降低消耗,对提高钢筋混凝土结构安全储备等具有十分重要的意义。多年来,为推广应用HRB400等高强钢筋有关部门采取了修订规范,开展试点工程等多种措施。本文通过实际调研,找到制约HRB400级钢筋推广应用的原因,通过理论分析,找到问题的根本;通过工程实例,切实地论证合理地应用HRB400级钢筋所带来的经济效益。 (二)工程概况 本工程为高级办公楼,其中车库要求空间大跨度大,主楼的办公室、会议室和裙楼的餐厅较多对跨度也有要求,根据这个特点,本工程在整体设计时,轴线布置跨度均较大,大部分跨度为8.4米。HRB400级钢筋在这个工程里得到了很好的应用,所有框架梁主筋均采用HRB400级钢筋。 图 1 HRB400 钢筋用量 地下室和裙楼部位结构大量的使用了HRB400级钢筋,达到设计要求并满足房间的使用功能。

图2 HRB400级钢筋现场码放 (三)HRB400级钢筋的特点 HRB400级钢筋是在对HRB335级钢筋化学成分作了微调,调整了钢材C、Si、Mn元素的含量。利用钒、铌、钛在钢中的沉淀强化作用,细化钢的晶粒、改善金相组织、提高钢材的强度。HRB400级钢筋产品的直径为6mm~50 mm,标准推荐直径为6mm、8mm、 10mm、 12mm、 16mm、 20mm、 25mm、 32mm、40mm、 50 mm,虽未推荐仍保留的公称直径有14mm、18mm、22mm、28mm、36 mm几种。但目前设计和施工中一般均在钢筋直径较大时(如大于等于16mm或18mm)采用HRB400级钢筋,较小时采用HRB335级钢筋(一般直径在12mm到18mm之间)或HPB235级钢筋(一般为12mm以下,并在各种结构箍筋和板筋及剪力墙结构主筋中大量使用)。 1、强度高、安全储备大 利用提高钢筋设计强度而不是增加用钢量来提高建筑结构的安全可靠度水

先进高强度钢研究与发展状况

先进高强度钢研究与发展状况 传统的高强度钢多是通过固溶、析出和细化晶粒作为主要强化手段,而先进高强度钢(AHSS )是指通过相变进行强化的钢种,组织中含有马氏体、贝氏体和(或)残余奥氏体,主要包括双相(DP) 钢、相变诱导塑性(TRIP) 钢、马氏体(M) 钢、复相(CP) 钢、热成形(HF) 钢和孪晶诱导塑性(TWIP) 钢。 先进高强度钢的强度和塑性配合优于普通高强钢,兼具高强度和较好的成形性,特别是加工硬化指数高,有利于提高冲撞过程中的能量吸收,这对减重的同时保证安全性十分有利。AHSS 的强度在500MPa到1500MPa之间,具有很好吸能性,在汽车轻量化和提高安全性方面起着非常重要的作用,已经广泛应用于汽车工业,主要应用于汽车结构件、安全件和加强件如A/B/C柱、车门槛、前后保险杠、车门防撞梁、横梁、纵梁、座椅滑轨等零件;DP钢最早于1983年由瑞典SSAB钢板有限公司实现量产。先进高强度钢开发和研究进展 所有的高速钢的生产都要控制奥氏体相或奥氏体加铁素体相的冷却速度,可以在外围表面进行热磨削(如热轧产品),也可以在连续退火炉中局部冷却(连续退火或热浸涂产品)。马氏体钢是通过快速淬火致使大部分奥氏体转变成马氏体相而产生的。铁素体加马氏体双相钢的生产,是通过控制其冷却速度,使奥氏体相(见于热轧钢中)或铁素体+马氏体双相(见于连续退火和热浸涂钢中)在残余奥氏体快速冷却转变成马氏体之前,将其中一

些奥氏体转变成铁素体。TRIP钢通常需要保持在中温等温的条件以产生贝氏体。较高的硅碳含量使TRIP钢在最后的微观结构含过多的残余奥氏体。多相钢还遵循一个类似的冷却方式,但这种情况之下,化学元素的调整会产生极少的残余奥氏体并形成细小的析出以加强马氏体和贝氏体相。 汽车用高强度钢分为热轧、冷轧和热镀锌产品,其工艺特点都是通过相变实现强化。此外,还有一种热冲压成形模具淬火硬化的超高强钢再欧洲的汽车制造业获得了广泛应用。 随着安全性和燃油经济性需求的增长,汽车工业对高强度、轻质材料的需求越来越大。再汽车轻量化的推动下,汽车中铝合金、镁合金、塑料等零部件的使用比例逐年增加,钢铁在汽车材料中的主导地位也受到了威胁。为提高汽车的安全性并应对来自其他材料的挑战,目前钢铁材料的开发重点是高强度钢。 1 双相钢双相钢是由低碳钢或低碳微合金钢经两相区热处理或控轧控冷而得到,其显微组织主要为铁素体和马氏体。普通的高强钢是通过控制轧制细化晶粒,并通过微合金元素的碳氮化物的析出来强化基体,而双相钢是在纯净的铁素体晶界或晶内弥散分布着较硬的马氏体相,因此其强度与韧性得到了很好的协调。双相钢的强度主要由硬的马氏体相的比例来决定,其变化范围为5 ~30 。拉伸力学性能特点是:①应力一应变曲线呈光滑的拱形,无屈服点延伸;②具有高的加工硬化速率,尤其是初始加工硬化速率;③低的屈服强度和高的抗拉强度,成形后构件具有高的压溃抗力、抗撞击

先进高强钢和汽车轻量化

汽车轻量化项目主要包括超轻车身( U L SA B) 、超轻覆盖件( U L SA C) 、超轻悬挂件( UL S AS) 和在此基础上的超轻概念车项目( ULS AB -AVC) , 均是以使用钢铁为基础.除了利用先进高强度钢板外 , 还大量采用了激光拼焊、激光焊接、液压成型和计算机模拟等技术来进行汽车的设计和制造。 AHSS 钢主要包括双相钢( D P)、相变诱发塑性钢( TRI P) 复相钢( CP )和马氏体钢( M)等,这类钢是通过相变组织强化来达到高强度的, 强度范围500 ~1500 MPa 。具有高的减重潜力、高的碰撞吸收能、高的疲劳强度、高的成型性和低的平面各向异性等优点 D P钢 DP 钢板的商业化开发已近30,年包括热轧、冷轧、电镀和热镀锌产品。主要组织是铁素体和马氏体, 其中马氏体的含量在5 %~20 %, 随着马氏体含量的增加, 强度线性增加, 强度范围为500~ 1 200 MPa 。除了AHSS 钢的共性特点外, 双相钢还具有低的屈强比、高的加工硬化指数、高的烘烤硬化性能、没有屈服延伸和室温时效等特点。DP 钢一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且成形要求也较严格的汽车零件, 如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等. 热轧 D P 钢的生产是通过控制冷却来得到铁素体和马氏体的组织的, 冷轧和热镀锌DP 钢是通过铁素体和奥氏体两相区退火和随后的快速冷却来得到铁素体和马氏体组织的。 D P 钢的主要成分是C和Mn , 根据生产工艺的不同可适当添加Cr 、Mo 等元素使C曲线右移, 避免冷却时析出珠光体和贝氏体等组织。 复相钢 复相(Complex Phase: CP)钢是指两相在数量和尺寸上有相同的数量级,其组织特点是

我国钢结构发展现状及前景

我国钢结构建筑的现状及发展前景 【论文关键词】钢结构建筑;现状;发展前景;推广应用 【论文摘要】钢结构目前在我国已经得到初步的发展,因其材料和结构形式的特点,钢结构具有建筑功能分区的可变性强、房屋自重轻、抗震性能优越、生产自动化施工装配化程度高和造价低综合经济效益好等优点。但推广和应用钢结构还需解决一系列的问题。 随着国民经济的快速发展以及人民生活水平的日益提高,钢结构已经广泛的应用在建筑行业,包括工业厂房、大跨度公共建筑、民用住宅等。不过,钢结构的研究还处于起动阶段,研究力度还不够,实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决,以利于钢结构在我国健康快速持续发展。 1、我国钢结构建筑发展概况 钢结构的应用在我国有悠久的历史。钢结构建筑发展大体可分为三个阶段:一是初盛时期(50年代~60年代初),二是低潮时期(60年代中后期~70年代),三是发展时期(80年代至今)。50年代以苏联156个援建项目为契机,取得了卓越的建设成就。60 年代国家提出在建筑业节约钢材的政策,执行过程中又出现了一些误区,限制了钢结构建筑的合理使用与发展。80年代沿海地区引进轻钢建筑,国内各种钢结构的厂房、奥运会的一大批钢结构体育馆的建设,以及多栋高层钢结构建筑的建成是中国钢结构发展的第一次高潮。但我国每年的建筑用钢量仅1%被用于预制钢结构,与发达国家80%以上的用量比较,差距巨大。可喜的是,目前我国钢结构建筑的发展出现了未曾有过的兴旺景象。主要表现在: 1.1 高层、超高层建筑由中外合作到国产化的起步 我国著名的高层、超高层建筑大多是中外合作的产物,如上海金茂大厦、环球金融中心、深圳地王大厦、北京京广中心等。中外合作设计对于掌握国外先进技术及锻炼培养人才起到了促进和推动作用。1998年建成的大连远洋大厦(高201m,51层)标志着高层钢结构建筑国产化的起步,1999年建成的深圳赛格广场(291.6m,72 层)是世界上最高的钢管混凝土结构建筑。 1.2 轻钢结构建筑的迅猛发展与国外公司的大批涌入 近年来、轻钢建筑以其商品化程度高、施工速度快、使用效果好、应用面广、造价低等优势获得了迅猛发展。全国每年约有200万平方米轻钢建筑竣工。在此背景下,国外轻钢结构生产厂商也纷纷在我国设分公司、制造厂,获得了很大的销售量。 1.3 空间结构得到了进一步的发展 大量大跨度的建设项目陆续兴建。如天津体育中心(直径108m,1994年)、上海8万人体育场看台顶盖(1998年)、沈阳博展中心室内足球场(144 × 204m,2000年)等。 2、大力推广钢结构技术、广泛开展钢结构建筑设计的紧迫性 2.1 环境问题逼迫、促发的紧迫性 面对日益严峻的环境问题,建筑界责无旁贷。我国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国。每年生产7000亿块砖(约占世界总产量的1/2)、5亿吨水泥(占世界总产量1/3强),生产砖的代价是每年毁农田约15万亩,消耗标准煤约7000万吨,生产水泥的代价是每年排放温室气体CO2约3亿吨(生产1吨水泥熟料,排施1吨CO2),破坏的矿山与排放的废水则难以统计。如此触目的数字,不能不让人反思。因此,国家采取了一系列具体措施,明确提出要积极合理地扩大钢结构在建筑中的应用。 钢结构的发展带来了解决环境问题的突破口。首先,钢材是一种高强、高效能的材料,具很高的再循环价值,边角料也有价值。其次,钢结构抗震性能好,使用灵活,施工时既不需要耗费大量的木材、钢模板和水,也不会产生强的噪音与空气污染。再次,钢结构的发展

成型零件设计

成型零件的设计 成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件,通常有凹模、型芯、各种成形杆和成形环。 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算,塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用,应具有足够的强度和刚度,如果型腔侧壁和底板厚度过小,可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏;也可能因刚度不足而产生挠曲变形,导致溢料飞边,降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此,应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚,尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。 注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件,通常包括了凹模、型芯、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面,型芯用以形成制品的内表面,成型杆用以形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器,其内部尺寸、强度、刚度,材料和热处理以及加工工艺性,是影响模具质量和寿命的重要因素。 设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等,然后根据制件尺寸,计算成型零件的工作尺寸,从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸,以及机加工工艺要求等。此外由于塑件融体有很高的压力,因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核。 在工作状态中,成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需要克服于塑件的粘着力。在上万次、甚至上几十万次的注射周期,成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性,决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力,作为高压容器,它的强度和刚度必须在容许范围内。成型零件的结构,材料和热处理的选择及加工工艺性,是影响模具工作寿命的主要因素。 一、成型零件的选材 对于模具钢的选用,必需要符合以下几点要求: 1、机械加工性能良好。要选用易于切削,且在加工以后能得到高精度零件的钢种。 2、抛光性能优良。注射模成型零件工作表面,多需要抛光达到镜面,Ra≤0.05μm。要求钢材硬度在HRC35~40为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密,极少杂质,无疵斑和针点。 3、耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷,而且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度,但韧性差易形成表面裂纹,不以采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模次数,能长期保持型腔的尺寸精度,达到所计划批量生产的使用寿命期限。 4、具有耐腐蚀性。对有些塑料品种,如聚氯乙稀和阻燃性的塑料,必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。

汽车用先进高强钢的发展背景

汽车用先进高强钢的发展背景 班级:道桥11-1班姓名:杜阳 学号:201110608040 随着环境恶化和能源紧缺问题的日益加剧, 环保、安全和节能的考虑成为汽车制造业的主要发展方向。在减少燃油消耗、减低废气排放的诸多措施中, 降低车重效果最明显。资料表明, 车重减轻10%可节省燃油3% ~ 7% 。因此汽车轻量化成为了各大汽车生产厂提高竞争能力的关键。在汽车轻量化的推动下, 铝合金、镁合金、塑料等零部件的使用比例逐年增加, 使钢铁在汽车材料中的主导地位受到了威胁。鉴于这种情况, 世界各国钢铁公司都花费大量的人力、物力进行综合性能更优异的钢铁材料的研究。研究汽车用新型钢铁材料的问题至关重要, 从某种程度上讲, 最终关系到钢铁工业的生存与发展。 钢铁材料、铝和塑料是制造汽车的3 大材料。铝合金发展很快, 已经向钢铁材料在汽车制造中的统治地位发起挑战, 其优点是质量轻。从耐载荷与耐疲劳强度看, 如果钢的强度级别提高到780MPa 级以上, 则会显示出比铝合金更好的性能优势, 从而诞生了先进高强钢, 其在性能和减重安全方面对铝合金发起挑战。先进高强钢的出现在很大程度上巩固了钢铁在材料领域的主导地位。在实际车体制造方面, 近年来高强钢板的应用在不断提高。国内外开始不断研究先进高强钢的种类和特性。国际钢铁协会先进高强钢应用指南第三。传统高强钢主要包括碳锰钢、烘烤硬化钢、高强度无间隙原子钢和高强度低合金钢; 先进高强钢主要包括双相钢、相变诱发塑性钢、马氏体级钢、复相钢、热成形钢和孪晶诱发塑性钢。传统的高强钢多是通过固溶、析出和细化晶粒作为主要强化手段, 而先进高强钢是指通过相变进行强化的钢种, 组织中含有马氏体、贝氏体和/ 或残余

超高强度钢应用.

超高强度钢不仅具有高的抗拉强度, 还具有一定塑性和韧性、小的缺口敏感性、高的疲劳强度、一定的抗蚀性、良好的工艺性能、符合资源情况及价格低廉等优点,在航空工业的应用越来越广泛。 我国在高性能材料的研究上与国外相比还比较落后, 目前各型国产飞机的承力构件大部分以 30CrMnSiA 等低合金高强度钢为主体材料,超高强度钢较少,在超高强度钢结构件的制造技术方面更显薄弱, 针对这些新型材料的高效加工技术有必要进行研究。 国内的新研机型中超高强度钢结构件的数量逐年增多, 尤其是某型机的襟翼主滑轨 , 结构相当复杂,尺寸公差要求相当严格。 国外先进飞机的主承力构件大量使用了超钢强度钢, 如美国的军机和主要民航飞机的起落架材料都广泛的应用, F-15、 F-16、 DC-10、 MD-11 等军用战斗机都采用了超高强度钢, 此外波音 747 等民用飞机的起落架及波音 767 飞机机翼的襟翼滑轨、缝翼管道等也采用超钢强度钢制造。 超高强度钢具有刀具易磨损、切削力大、断屑困难等加工特点。为适应新材料的迅速广泛应用, 国外发达国家在零件加工参数、加工冷却、变形控制、刀具寿命、加工设备等方面进行大量的研究和试验, 积累了超高强度钢结构件的加工技术和经验, 建立了超高强度钢的加工工艺知识数据库和切削参数数据库, 规范了各种技术资料, 拥有配套的加工刀具和设备, 实现了超高强度钢结构件的高效加工, 保证产品的质量, 切削参数基本实现最优化状态,充分发挥了设备、刀具的最大潜力。 随着我国超高强度钢应用比例的不断加大, 国内科研院所对其高效加工进行了不同程度的研究。然而在超高强度钢结构件切削参数选择、工艺方法制定、高效加工等方面没有行成系统的工艺知识库和典型规范来指导企业生产, 直接导致超高强度钢结构件加工周期长、效率低、加工质量不稳定的现状。

第三代先进高强钢的研发进展

第三代先进高强钢的研发进展 张志勤黄维高真凤 (鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁鞍山 114009) 摘要:介绍了先进高强钢的发展现状和第三代先进高强钢的设计构想,并从七个方面阐述了第三代先进高强钢的研究进展,即DP钢、改进型TRIP钢、超细晶贝氏体钢、淬火-碳分配钢、快速加热和冷却工艺、高锰TRIP钢和低锰TWIP/TRIP钢。 关键词:第三代先进高强钢研发进展 Research Development for Third-Generation Advanced High-Strength Steel Zhang Zhiqin Huang Wei Gao Zhenfeng (Technology Center of Angang Steel Co., Ltd., Anshan City Liao Ning Province, 114009) Abstract: In this paper, the development of advanced high-strength steel and the design ideas of the third-generation advanced high-strength steel are introduced, the development status of the third-generation advanced high-strength steel in seven directions are discussed, such as DP, modified TRIP, ultrafine grain bainite ,Quenching & Partitioning, Rapid heating and cooling, high Mn TRIP and low MN TWIP/TRIP steels. Key Word: Third-Generation Advanced High-Strength Steel; Research;Development. 1前言 近几十年来,为满足汽车工业更安全、更轻量化、更环保以及更经济油耗的需求,先进高强钢(AHSS)一直是材料研发工作的重点。据预测,到2015年,在世界轻型车车身及其封闭件中,AHSS钢将增加到35%,而低碳钢将从2007年的55%下降到29%。近年来各国一直致力于第三代AHSS钢的研发,美国科学家首先提出了第三代AHSS钢的概念,美国汽车/钢铁联盟在DOE(美国能源部)和NSF(美国国家卫生基金会)的支持下于2007年10月启动了为期三年的强塑积与成本介于第一代与第二代AHSS钢之间的第三代AHSS 钢的研发工作。同时,我国与韩国也相继启动了提高强塑积的高强高塑钢的研发工作。到目前为止,各国第三代AHSS钢的研发仍然在积极探索之中。2010年11月,中国钢研与太原钢铁集团合作,成功地在工业生产流程上开发出第三代AHSS钢热轧板卷和冷轧板,强塑积均超过了30GPa·%,率先在国际上研发出第三代AHSS钢的工业化生产技术。 2当代AHSS钢的发展现状 图1为当代汽车用高强钢品种发展现状示意图。传统的高强度钢,如HSLA 、BH组织都是以铁素体为基。第一代AHSS钢,包括DP、CP、TRIP、马氏体钢、贝氏体钢都可以看作是以铁素体为基的高强度钢,其抗拉强度与延伸率的乘积(强塑积)一般在15 GPa·%的水平,难以适合未来汽车的轻量化和安全性需求。DP钢由于其良好的焊接性和相对易加工性,是现今应用较多的钢。TRIP钢可以获得良好的强度/延伸性组合,其残余奥氏体由于应

高强钢焊接的现状和发展

高强钢焊接的现状和发展 铁锚焊接材料股份吕奎清 随着国民经济的飞速发展,各行各业都呈现出欣欣向荣的局面,但我们看到在繁荣的背后同时暴露出了一些问题:各行各业都在消耗大量的能源及资源,全球资源减少的同时污染日益严重。国家已经认识到了一些问题的严重性,中央已明确提出各行业要节约20%的能源、20%钢铁,要求从源头做起。对于我们钢铁使用单位都必须减少用钢量,减少用钢量的有效途径是提高钢的强度,所以在今后的日子里,高强度会逐步替代目前大量采用500MPa级以的低强钢。 低合金高强钢是今后将采用量最大的钢种,它通常是指抗拉强度500~1000MPa围并考虑焊接性而生产制造的钢材,而抗拉强度在1000MPa以上的一般称为超高强钢。低合金高强钢的种类可以分为非调质钢和经过淬火-回火的调质钢。非调质钢又可分为热轧钢、控轧钢和正火钢等。一般非调质钢指常温抗拉强度600MPa以下的钢材,调质钢则为抗拉强度600MPa以上的钢材。根据调质、非调质钢强度级别的差别,这两类钢材的焊接性、焊接工艺和接头性能有很大的不同。 低合金高强钢总体来说明其焊接性较好,可基本上采有现有的焊接方法与工艺。 一、常用的方法

从上世纪初,焊接技术得到应用以来,多种焊接方法得以发明与应用。 1、手工电弧焊 手工电弧焊适用于各种不规则形状、各种焊接位置的焊缝。手工焊时主要根据焊件厚度、坡口形式、焊缝位置等选择焊接工艺参数。多层焊的第一层以及非平焊位置焊接时,焊条直径应小一些。在保证焊接质量的前提下,应尽可能采用大直径焊条和大电流焊接,以提高生产效率。 手工电弧焊使用围广,焊接材料与工艺成熟,对于500~1000MPa 围的钢种都可采用此焊接方法,其配套的焊条有CJ607RH、CJ707RH、CJ807RH、CJ107等,但其焊接效率低下,成型较差,在条件允许的情况下,我们应尽可能地不采用手工电弧焊。 2、埋弧自动焊 埋弧自动焊由于具有熔敷效率高、大熔深以及机械自动操作的优点,特别适用于大型焊接结构的制造,广泛用于船舶、管道和要求长焊缝的结构制造,多用于平焊和平角焊位置。埋弧自动焊包括双面埋弧自动焊和单面焊双面成形埋弧自动焊工艺。对于抗拉强度500~700MPa的钢种目前都可采用埋弧焊进行平焊与平角焊,焊接结构有钢结构、管线、桥梁等,配套的焊丝有:CJGNH-1、CJQ-1、CJGX-1、H1OMn2、CH62CF、H70Q等。 对于抗拉强度700MPa以上的钢种,使用埋弧焊进行实例不是很多,主要是埋弧焊的焊接线能量大,导致焊缝及热影响区的晶粒粗大,增加了脆性而降低了韧性。 3、CO2气体保护焊

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