汽车用先进高强度钢的特点和生产工艺
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汽车用钢产品需求特点及生产技术发展趋势分析汽车工业对原材料的需求,品种规格多,质量要求高,数量需求大。
据统计所需原材料品种规格达4000种以上,就钢材而言品种规格达500多种,比重仍占70%左右,且都有较高的质量要求图表:汽车不同部件用钢介绍资料来源:中国产业竞争情报网汽车用钢的品种构成为:钢板约占50%以上、优质钢<齿轮钢、轴承钢、弹簧钢等特殊钢)占30%、型钢占6%、带钢占6.5%、钢管占3%、金属制品及其他占1%。
各类钢板是汽车用钢的主要品种,根据生产工艺不同,可分为热轧板<热轧薄板、中厚板)和冷轧板<普冷板、镀层板);根据强度不同,可分为以IF钢<无间隙原子钢)为代表的具有超深冲性能的软钢系列和以TRIP钢为代表的高强度钢系列。
在汽车板中,热轧中板主要用于载重汽车车架纵梁、横梁、车厢横梁、车轮轮幅、轿车的滚形车轮轮辋,轮幅等。
冷轧薄板主要用于车身,要求钢板成形性能良好,表面质量好,厚度公差小。
轿车车身用钢为电镀锌板、热镀锌板。
优钢包括碳素结构钢、合金结构钢、弹簧钢、易切钢、冷镦钢、耐热钢等。
其中齿轮钢用量最多。
轿车板以冷轧板为主,约占钢板用量的 75%,无论品种还是质量都代表了汽车板的最高水平。
能否为轿车批量供应各类冷轧板,已成为衡量钢铁厂综合技术水平的标志。
热轧板主要用于客车、货车,约占这两类车型钢板用量的60%-70%,且高强度的热轧板应用越来越广泛。
但受厚度规格、强度和表面质量的局限,热轧板在轿车上用量不大。
1、汽车用冷轧钢板生产工艺汽车用冷轧产品尺寸精度高、表面光滑、内部各项性能良好,其主要原因是排除了热轧中温度这一工艺因素的影响。
利用钢在高温时变形抗力低和塑性好的特点,在高温的状态下进行加工变形,有利于节约能量,容易获得各种形状,但高温加工变形过程中的温度并不是固定不变的,如果加工过程中钢的温度不均匀,则影响加工精确度;而高温状态的氧化,使得热轧钢板表面质量较差。
C型钢Q420执行标准详解一、引言C型钢是一种常见的钢材类型,在建筑、机械制造、汽车制造等领域有广泛应用。
Q420作为C型钢的一种高强度钢材,其执行标准对于保证产品质量、提高工程安全性具有重要意义。
本文将详细介绍C型钢Q420的执行标准,包括材料特性、化学成分、力学性能、生产工艺、检验与验收等方面。
二、材料特性C型钢Q420是一种低合金高强度结构钢,具有良好的焊接性能、冷弯性能和冲击韧性。
其主要特性包括:1. 高强度:Q420表示该钢材的最小屈服强度为420MPa,具有较高的承载能力。
2. 良好的塑性和韧性:C型钢Q420在低温下仍能保持较好的塑性和韧性,有利于抵抗冲击载荷。
3. 耐候性能:C型钢Q420具有一定的耐大气腐蚀性能,适用于户外环境。
三、化学成分C型钢Q420的化学成分应符合国家标准规定。
一般来说,其化学成分包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)以及一些合金元素。
具体的化学成分范围会根据不同产品和应用场景有所调整。
四、力学性能C型钢Q420的力学性能是衡量其质量和使用性能的重要指标。
根据执行标准,C型钢Q420需要满足以下力学性能要求:1. 屈服强度:不小于420MPa。
2. 抗拉强度:不小于500MPa。
3. 伸长率:不小于18%。
4. 冲击韧性:在规定温度下,冲击功应满足一定数值要求。
五、生产工艺C型钢Q420的生产工艺主要包括炼钢、连铸、轧制、冷却、矫直、切割等工序。
在生产过程中,应严格控制各工序的工艺参数,确保钢材的化学成分、组织结构和力学性能满足执行标准要求。
同时,采用先进的生产工艺和设备,有利于提高生产效率,降低成本,提高产品质量。
六、检验与验收为确保C型钢Q420的质量,执行标准中规定了严格的检验与验收要求。
在产品生产过程中,应对原材料、半成品和成品进行定期检验,确保产品质量符合标准要求。
在产品出厂前,还需进行外观检查、尺寸检测、力学性能试验等项目的验收检验。
1概述在汽车轻量化的推动下,汽车中转而采用铝合金、镁合金和塑料的零部件越来越多。
随着轻质材料在汽车上应用比例的逐年增加,钢铁材料在汽车材料中的主导地位受到了威胁。
为应对来自轻质材料的挑战,钢铁企业将开发的重点放在了高强度钢上。
如今,高强度钢已成为颇具竞争力的汽车新材料,图1和图2为各类高强度钢在不同的承载条件下的减重潜力.其比较对象为USlSTAMP 04软钢板。
同时.高强度钢在抗碰撞性能、耐蚀性能和成本方面较其他材料仍具有较大的优势,尤其是用于车身结构件与覆盖件、悬架件、车轮等零部件。
本文是根据最近公开发表的文献资料编写的,旨在反映国外汽车高强度钢材料技术的最新进展及未来发展动向,供国内有关行业和部门参考。
文中所述的高强度钢包括高强度钢(屈服强度大于210 MPa),超高强度钢(屈服强度大于550 MPa)和先进高强度钢(AHSS)。
2主要技术进展超轻车身(ULSAB)、超轻覆盖件(ULSAC)、超轻悬架系统(ULSAS)和新概念超轻车身(ULSAB-AVC)等项目的成功实施,验证了高强度钢在减轻汽车自重和改善车辆性能中的有效性。
为了将这些项目所取得的技术成果转化为现实的生产力,近期的高强度钢技术研究,主要集中在支撑技术(Enabling Technologies)上。
2.1若干高强度钢的开发当前正处于新一代高强度钢开发的前夜。
从冶金学的角度看,近几年高强度钢材料的开发,大多只是对原有钢种牌号的补充或性能改善,厚度进一步减薄,材料本身并未取得突破性进展。
开发的难点是要针对不同的零件,力求在产品的强度、塑性和成本之间取得平衡。
SFGHITEN、NANOHITEN、ERW和HISTORY是日本JFE公司最近开发出的几种高强度钢。
其中SFGHITEN为含Nb系列高强度IF钢板,主要应用对象是汽车车身外板,研究用钢的化学成分见表1。
SFGHITEN利用析出的Nb(C,N)微粒和细化晶粒得到强化,其独特之处在于晶界附近存在所谓“无沉淀区”,它降低了材料的屈服强度。
高强度钢在汽车行业的应用研究对于汽车制造行业来说,高强度钢是一个非常重要的材料。
它可以在确保车身结构强度的同时,提高汽车的安全性和乘坐舒适度。
因此,研究和应用高强度钢成为汽车制造行业的重要任务之一。
一、高强度钢的特点及应用高强度钢是指屈服强度在360到700兆帕之间的钢材。
它的强度相比普通的低碳钢和普通碳素钢要更高,且耐腐蚀性、可塑性、韧性等方面都更优秀。
高强度钢通常用于汽车的主体结构,其应用可以提高汽车的安全性,同时可以减轻整车的重量。
这也是为什么现在越来越多的汽车制造商开始使用高强度钢。
二、高强度钢在汽车行业的应用研究高强度钢的应用研究主要分为以下几个方面:1. 抗撞性能研究汽车安全问题一直是人们非常关注的话题。
高强度钢的应用可以大大提高汽车的抗撞性能,从而保障驾乘人员的生命安全。
因此,研究高强度钢抗撞性能对汽车制造行业的未来发展具有重要意义。
2. 生产工艺研究汽车制造行业中的工艺问题一直是影响汽车制造水平和质量的主要因素之一。
高强度钢的生产工艺较为复杂,需要钢铁厂家进行特殊的处理,以保证钢材的质量和性能。
因此,研究高强度钢的生产工艺对提高汽车制造的效率和质量是十分重要的。
3. 焊接技术研究高强度钢的应用也为汽车制造行业带来了一定的技术挑战,其中最大的挑战之一就是高强度钢的焊接技术问题。
高强度钢与普通钢的焊接比较困难,需要采用特殊的焊接技术。
因此,研究高强度钢的焊接技术对推动汽车制造行业的技术创新和发展也具有很大的意义。
三、高强度钢在未来的应用前景随着汽车制造行业的不断发展壮大,高强度钢也将继续得到广泛的应用。
为了提高汽车的性能、安全及耐用性,汽车制造商还需要加大对高强度钢研究的力度。
同时,这也激发了高强度钢制造商持续推进研发进程,以更好地满足汽车制造行业的需求。
高强度钢的应用可以满足未来汽车制造行业对材料性能和品质的不断追求,并对汽车安全和环保提供全面保障。
总之,高强度钢在汽车制造行业的应用研究具有巨大的潜力。
汽车用高强度钢热成型技术作者:王亚东来源:《时代汽车》 2018年第5期摘要:随着时代的发展、科技的进步和人们生活质量的提高,人们对于汽车的需求日益增长,同时对于汽车整体的舒适性、安全性等多方面提出了更高的要求,而汽车用高强度钢热成型技术可以很好的满足人们的需求,顺应时代的发展要求。
该技术可以在满足汽车舒适、安全等多方面性能的前提下对汽车进行轻量化处理,从而达到节能减排功效,同时也促进了整体汽车行业的创新和发展。
关键词:汽车;高强度钢;热成型技术1 关于汽车用高强度钢对于目前汽车行业的创新和发展,一方面要顺应当前国家提倡的节能减排要求,使汽车轻量化,另一方面要努力提高汽车整体的舒适、安全、动力等性能,这是汽车行业整体发展创新的方向,而高强度钢热成型技术在汽车领域的应用有效的解决了这一问题,更好的满足了市场和消费者的需求。
在汽车行业发展的进程中,满足性能的前提下质量轻化的方法具体有:一是选择密度较低的汽车制造材料,像铝合金等多种材料可以有效的替代原先的钢材料,二是使用高强度钢热成型技术,在满足强度要求的情况下减少加强板等零件的数量,三是通过先进的汽车加工技术减少材料使用‘”。
而其中整体效果最佳的便是高强度钢热成型用技术。
2关于高强度钢热成型技术2.1原理高强度钢热成型技术的原理是将高强度钢在加热过程中实现相变,使珠光体和铁素体均匀奥氏体化,然后在模具内冲压成型,同时利用模具内的冷却水道,将冲压成型的零件快速均匀的冷却,从而将奥氏体转化为马氏体。
进而使汽车用高强度钢获得更高的屈服强度和抗拉强度,有效的提升车身的整体性能,获得更高的安全性。
2.2特点对于汽车用高强度钢热成型技术,由于其相对于一般的冷冲压零件具有更高的强度,可以减少车身加强板的使用,在汽车制造过程中带来更高安全性的同时也实现了整车质量的轻量化。
在高强度钢热成型技术中,热成型工艺使得使材料具有更好的延展性,更利于成型,同时可以使材料在极高温度冲压成型后回弹量较小,从而提高了汽车制造中零件的尺寸精度。
先进材料在汽车制造中的应用研究汽车,作为现代社会不可或缺的交通工具,其制造技术一直在不断发展和创新。
其中,先进材料的应用起到了至关重要的作用。
这些材料不仅提升了汽车的性能、安全性和舒适性,还对环境保护和可持续发展产生了深远的影响。
先进高强度钢(AHSS)是目前汽车制造中广泛应用的一类材料。
与传统钢材相比,AHSS 具有更高的强度和更好的延展性。
通过采用不同的合金元素和热处理工艺,AHSS 能够在减轻车身重量的同时,保持甚至提高车身的结构强度。
这意味着汽车在碰撞时能够更好地保护乘客的安全,同时降低燃油消耗,减少尾气排放。
例如,双相钢和相变诱发塑性钢在汽车的车架、车门和保险杠等部位得到了大量应用。
铝合金在汽车制造中的应用也日益增多。
铝合金具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性等优点。
使用铝合金制造汽车零部件,如发动机缸体、轮毂和车身面板,可以显著减轻车辆的重量,提高燃油效率。
此外,铝合金的回收利用率较高,有利于降低汽车生产对环境的影响。
一些高端汽车品牌已经广泛采用铝合金来打造车身结构,不仅提升了车辆的性能,还展现了其先进的制造工艺和环保理念。
碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种具有极高强度和刚度的先进材料。
尽管成本相对较高,但在高性能汽车和电动汽车领域,CFRP 展现出了巨大的应用潜力。
CFRP 可以用于制造汽车的车架、传动轴和车身覆盖件等部件,极大地减轻了车辆的重量,提高了车辆的加速性能和续航里程。
例如,一些超级跑车采用了大量的 CFRP 材料,使其在保持高强度的同时,实现了极致的轻量化。
除了结构材料,功能性材料在汽车制造中也发挥着重要作用。
例如,隔音降噪材料可以提高车内的安静程度,为乘客提供更舒适的驾乘环境。
新型的隔热材料能够减少车内热量的传递,降低空调系统的负荷,从而节省能源。
而在电动汽车中,高性能的电池材料是决定车辆续航里程和充电速度的关键因素。
目前,锂离子电池的正极材料如三元材料和磷酸铁锂,以及负极材料如石墨和硅基材料,都在不断地改进和优化,以提高电池的能量密度和循环寿命。
试论高强钢成形技术及其在汽车轻量化中的应用汽车轻量化是指在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地减轻汽车的整车质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。
汽车的快速发展方便了人们的生活,但同时带来了金属、石油等资源、能源的过量消耗,大气严重污染,通过汽车轻量化实现降低排放和油耗成为汽车工业最具挑战的目标。
有研究表明,当钢板厚度分别减小0.05mm、0.1mm和0.15mm时,车身减重分别为6%、12%和18%,可见增加钢板强度的同时减小板厚是减轻车重的主要途径。
高强钢具有较高的强度,且成本较轻金属低,汽车采用先进高强钢的主要效果有:高强钢的使用降低了板厚使得汽车结构轻量化、汽车的抗凹陷性、耐久强度和大变形冲击强度安全性均得到提高。
高强钢的优点使得其在汽车行业中得到快速发展及广泛应用,如1980年日本和欧洲的汽车公司,白车身中高强钢用量分别为12%和5%,目前均上升到50%以上。
高强钢的应用不仅为轻量化创造了更多的机遇,更有助于使汽车达到轻量化和提高安全性的统一。
一、高强钢的种类高强度钢板的分类主要有按冶金特点、强化机理和生产工艺等几种划分方法。
1. 按冶金特点分类根据国际钢铁协会U S L - A B项目的定义,屈服强度为210 ~550MPa及抗拉强度为270 ~700M P a的为高强度钢(简称H S S)。
普通高强度钢为单一铁素体组织,由于采用了以相变为主的复合强化方法,基体的强度和综合性能得到提高。
普通高强度钢包括有微合金钢、碳锰钢、烘烤硬化钢、各向同性钢、高强度I F钢和低合金高强度钢等几种。
屈服强度大于550M P a及抗拉强度大于700M P a的则称为先进高强度钢(简称A H S S)。
A H S S 的研究基于H S S朝2个方向发展,一个方向是强度基体不变,提高其塑性;另一个方向是塑性基体不变提高其强度。
强度提高的钢种包括复向钢(C P)、马氏体钢(MS)等,塑性提高的钢种包括有双相钢(C P)、相变诱发塑性钢(T R I P)等。
超高强度钢
超高强度钢是一种在现代工程材料中具有重要地位的材料。
它以其卓越的力学性能和优异的耐腐蚀性能而受到广泛关注。
本文将探讨超高强度钢的制备方法、特性和应用领域。
制备方法
超高强度钢的制备方法主要包括热处理、合金设计和工艺优化。
通过合理的热处理过程,可以调控钢材的结构和性能。
合金设计则是通过添加特定元素,调整钢材的组织结构,提高其强度和耐久性。
工艺优化包括热压成型、热轧等工艺,在制备过程中对钢材进行加工和调整,以获得更好的性能。
特性
超高强度钢具有高强度、高硬度、优异的韧性和良好的耐磨性。
这些特性使得超高强度钢在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有着广泛的应用前景。
与普通钢相比,超高强度钢具有更高的强度和更轻的重量,可以减少结构的重量,提高材料的使用效率。
应用领域
超高强度钢在汽车轻量化领域有着重要的应用。
通过使用超高强度钢,可以减轻汽车的质量,提高燃油效率,降低尾气排放。
此外,超高强度钢还被广泛应用于航空航天领域,用于制造飞机机身、发动机等部件,提高飞机的安全性和性能。
总的来说,超高强度钢作为一种重要的工程材料,在现代工程中发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断进步,超高强度钢的应用范围将会不断扩大,为人类创造出更多的可能性。
以上是关于超高强度钢的简要介绍,希望能对读者有所启发。
如果您对超高强度钢感兴趣,可以深入了解其相关知识,探索更多应用领域。
谢谢阅读!。
汽车用先进高强度钢的特点和生产工艺摘要:汽车轻量化和安全性对汽车用钢的性能提出了新的、较高的要求,具体有以下6个方面:优良的成形性能;在保证塑性、延性指标的同时,提高强度降低冲压件重量;良好的表面状态和形貌、严格的尺寸精度;良好的连接性能和保型性能;抗时效性稳定性和油漆烘烤硬化性;耐蚀性能。
先进高强度钢,其英文缩写为AHSS(Advanced High Strength Steel),主要包括双相(DP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢、复相(CP)钢、马氏体(M)钢、热成形(HF)钢和孪晶诱导塑性(TWIP)钢。
关键词:先进高强度钢汽车用钢发明热轧冷轧前言:迅猛发展的汽车工业更加突显出环保、能源等方面的难题。
汽车用高强度钢对汽车工业的发展起着举足轻重的作用,是汽车轻量化的关键材料之一。
在未来的数年内,我国汽车工业将会取得更大的发展,对汽车用高强度钢的要求也会越来越多,汽车开发公司需进一步加强与钢铁研究者的合作,这对发展汽车用高强度钢板,促进我国汽车行业发展以及提高我国汽车竞争能力大有裨益。
1高强度板料的特性高强度板料具有很高的抗拉强度、耐冲击性,其抗拉强度是普通材料的3倍甚至更多,因此对汽车的碰撞安全性能非常重要。
高强度板料的这种特性对汽车的安全、减重和节能是非常重要的,其效果也是非常明显的。
研究结果表明,使用高强度板料,汽车冲压件抗拉强度从220MPa提高到700MPa,材料厚度从1.8mm减小到1.4mm,而材料可吸收冲击能指数则基本保持不变。
汽车减重也与材料强度密切相关。
研究表明,材料抗拉强度从300MPa左右提高到900MPa左右,汽车减重率则从25%左右提升到40%左右。
由此可以看出使用高强度板料已是汽车行业以后发展的趋势。
但板料的强度和塑性一般是矛盾的,板料强度的提高必然导致塑性下降。
而板料塑性的下降就为冲压件的成型带来了很多问题和难题,回弹就是其中冲压件成型过程中很难避免的缺陷之一。
汽车技术汽车用高强度钢热成型技术高强度钢的热成型技术可解决传统成型高强度钢板在汽车车身制造中遇到的各种问题。
介绍了汽车用高强度钢热成型的加工工艺、加工关键技术、热成型零件的检测方法以及国内外的研究现状。
以用于热冲压成型的高强度钢——硼钢为例,对我国热成型技术的应用情况及未来热成型技术需要解决的问题进行了阐述。
主题词:高强度钢板热成型硼钢1 汽车用热成型高强度钢长期以来,钢铁一直是汽车工业的基础,虽然汽车制造中铝合金、镁合金、塑料及复合材料的用量不断增加,但高强度钢以其具有的高减重潜力、高碰撞吸收能、高疲劳强度、高成型性及低平面各向异性等优势[1,2],已经成为汽车工业轻量化的主要材料。
21世纪的汽车行业以降低燃料消耗、减少CO2和废气排放成为社会的主要需求,为适应这种发展趋势,钢铁业已开发出许多种类的高强度钢板来帮助减轻汽车质量,同时提高汽车的安全性。
为兼顾轻量化与碰撞安全性及高强度下冲压件回弹与模具磨损等问题,热成型高强度钢及其成型工艺和应用技术应运而生。
目前凡是达到U-NCAP碰撞4 星或5 星级水平的乘用车型,其安全件(A/B/C 柱、保险杠、防撞梁等)多数采用了抗拉强度为1 500 MPa、屈服强度为1 200 MPa 的热成型高强度钢。
同时,为解决高强度钢冷成型中的裂纹和形状冻结性不良等问题,出现了热冲压成型材料,已用其进行了强度高达1 470 MPa 级汽车部件的制造。
本文首先介绍高强度钢热成型加工工艺及其关键技术,然后分析了国内外热成型研究成果与现状,最后对热成型技术的应用发展进行了展望。
2 高强度钢热成型加工工艺2.1 热成型加工工艺2.1.1 理论基础与传统的冷成型工艺相比,热成型工艺的特点是在板料上存在一个不断变化的温度场。
在温度场的影响下,板料的基体组织和力学性能发生变化,导致板料的应力场也发生变化,同时板料的应力场变化又反作用于温度场,所以热成型工艺就是板料内部温度场与应力场共存且相互耦合的变化过程(见图1)。
汽车板发展概述
汽车板是指用于汽车制造的钢板,通常包括高强度钢板、超高强度钢板、先进高强度钢板和轻质板材等。
随着汽车工业的快速发展,汽车板也在不断更新换代,以满足汽车轻量化、节能环保、安全性能等方面的要求。
以下是汽车板的发展概述:
1.初期阶段:早期的汽车板主要是普通碳素钢板,强度较低,难以满足
汽车安全性能和轻量化要求。
2.高强度钢板阶段:随着汽车工业的发展,高强度钢板逐渐得到应用。
高强度钢板具有较高的强度和抗冲击性能,能够满足汽车车身结构的要求,提高汽车的安全性能。
3.先进高强度钢板阶段:随着汽车轻量化的要求不断提高,先进高强度
钢板逐渐得到应用。
这类钢板具有更高的强度和更好的成形性能,能够满足汽车车身的复杂形状和轻量化要求。
4.轻质板材阶段:为了进一步减轻汽车重量,提高燃油经济性和环保性
能,轻质板材逐渐得到应用。
常见的轻质板材包括铝合金板、镁合金板、塑料复合材料等。
这些材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,能够满足汽车车身的多种要求。
未来,随着汽车工业的不断发展和环保要求的不断提高,汽车板将继续向着更高强度、更轻量化、更环保的方向发展。
同时,随着新材料、新工艺的不断涌现,汽车板的种类和性能也将不断丰富和完善。
第二代先进高强钢TWIP钢在车身典型零件上的应用1. 绪论- 引言- 研究背景- 目的和意义2. TWIP钢的特点- TWIP钢的组织结构- TWIP钢的力学性能- TWIP钢的腐蚀性能3. TWIP钢在车身零件上的应用- 车身安全性能需求- TWIP钢在车门、车顶和车身横梁等零件上的应用案例- TWIP钢在节油减排中的应用4. TWIP钢的制备技术- TWIP钢的加工方法- TWIP钢的合金化- 熔炼、轧制和热处理工艺5. TWIP钢的未来发展- TWIP钢应用的前景- TWIP钢与其他先进高强钢的比较- TWIP钢的发展趋势及面临的挑战6. 结论- TWIP钢的优点和局限性- TWIP钢在车身零件上的应用前景- TWIP钢的未来发展趋势第一章:绪论1.1 引言近年来,随着车辆行驶速度和市场竞争的不断提高,汽车工业对材料性能和质量的要求也越来越高。
汽车零件的材料性能直接影响着汽车制造和使用过程中的安全性、可靠性和寿命等方面。
高强钢材料因其优异的力学性能、强大的耐久性和良好的加工性能成为汽车行业的研究和应用热点之一。
第二代先进高强钢TWIP钢(Twinning-Induced Plasticity steel)因其具有优异的强度、韧性和塑性等特点,成为汽车行业的一种理想材料。
本文将以TWIP钢在车身典型零件上的应用为例,归纳总结TWIP钢的特点、应用和未来发展方向。
1.2 研究背景随着汽车行业快速发展,车辆重量的不断增加成为了一大难题。
车辆重量增加不仅对燃油经济性、排放限制产生负面影响,而且还影响了车辆的性能和安全性。
为了满足节能减排和安全性要求,汽车制造商需要寻找新型材料以替代传统的低强度、低密度金属材料。
第二代先进高强钢TWIP钢是一种在日本于上世纪90年代中期发明的新型钢材。
该材料由于其特殊的微观组织结构和塑性变形机制,成为汽车工业和材料科学研究领域的研究热点。
TWIP钢能够在保持高强度的同时具备较好的韧性和塑性,满足了汽车行业对轻量化、强度和安全等多方面的需求。
超高强度钢研发生产方案一、实施背景随着制造业的快速发展,尤其是汽车、航空航天、能源等领域对高强度材料的需求日益增长。
传统的高强度钢生产方法往往不能满足现代制造业对材料性能的苛刻要求,因此,开展超高强度钢的研发与生产具有重要意义。
二、工作原理超高强度钢的研发主要基于合金元素、热处理工艺和微观组织结构的优化。
通过添加合金元素,如Ni、Cr、Mo等,提高钢材的屈服强度和抗拉强度。
同时,利用热处理工艺,如淬火、回火等,调整钢材的微观组织结构,进一步提高其力学性能。
三、实施计划步骤1.成分设计:根据需求选择合适的合金元素,并确定其含量。
2.冶炼与铸造:采用先进的冶炼和铸造技术,确保钢水的纯净度。
3.热处理:通过精确控制加热、冷却速度和保温时间,实现钢的相变和晶粒细化。
4.力学性能检测:对研发的超高强度钢进行拉伸、冲击、硬度等测试,确保其满足设计要求。
5.应用试验:将研发的超高强度钢应用于实际产品中,验证其性能和可靠性。
四、适用范围该超高强度钢适用于汽车、航空航天、能源等领域,尤其是那些需要高强度材料来提高产品性能和安全性的场合。
如汽车的安全件、航空航天器的结构件等。
五、创新要点1.成分设计:通过添加合金元素,实现钢材强度的突破。
2.热处理工艺:采用先进的淬火和回火技术,实现钢材微观组织的优化。
3.生产技术:利用先进的冶炼和铸造技术,保证钢水的纯净度和质量。
4.性能检测:建立完善的力学性能检测体系,确保产品的质量和可靠性。
六、预期效果预计该超高强度钢的研发生产方案能带来以下效果:1.提高材料的屈服强度和抗拉强度,使其能够满足现代制造业的苛刻要求。
2.通过优化微观组织结构,提高材料的韧性、塑性和耐腐蚀性。
3.降低生产成本,提高生产效率,实现超高强度钢的大规模生产。
4.推动我国钢铁行业的技术进步和创新发展。
七、达到收益通过该超高强度钢的研发生产方案,企业将能够获得可观的收益:1.提高企业的市场竞争力,扩大市场份额。
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汽车轻量化材料成型工艺分析汽车轻量化是现代汽车工业发展的重要趋势之一,它能够显著提高汽车的燃油效率、降低排放、提升操控性能和安全性。
轻量化材料的应用和成型工艺是实现汽车轻量化的关键。
本文将探讨汽车轻量化材料的种类、成型工艺及其在汽车制造中的应用。
一、汽车轻量化材料的种类汽车轻量化材料主要包括高强度钢、铝合金、镁合金、复合材料等。
这些材料具有密度低、强度高、耐腐蚀性好等特点,是实现汽车轻量化的理想选择。
1.1 高强度钢高强度钢是汽车轻量化中应用最广泛的材料之一。
它通过优化合金成分和热处理工艺,实现了强度和韧性的双重提升。
高强度钢在汽车车身、底盘等关键部位的应用,可以有效降低整车重量,同时保持良好的安全性能。
1.2 铝合金铝合金以其低密度、高比强度和良好的铸造性能,成为汽车轻量化的另一重要材料。
铝合金可以通过铸造、锻造、挤压等工艺成型,广泛应用于汽车的发动机、变速箱、车身结构件等部件。
1.3 镁合金镁合金是所有结构材料中密度最低的金属,其密度仅为铝的2/3,钢的1/4。
镁合金的强度和刚度较高,且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽性能,适用于汽车的仪表板、座椅框架、轮毂等部件。
1.4 复合材料复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成的新型材料,具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点。
在汽车领域,常用的复合材料包括碳纤维增强塑料(CFRP)、玻璃纤维增强塑料(GFRP)等。
这些材料在汽车的车身、内饰、底盘等部位的应用,可以显著降低汽车的重量。
二、汽车轻量化材料的成型工艺汽车轻量化材料的成型工艺是实现材料性能的关键环节,不同的材料和应用场景需要采用不同的成型工艺。
2.1 铸造工艺铸造是将熔融金属倒入模具中,待其冷却凝固后形成所需形状的工艺。
对于铝合金和镁合金等材料,铸造工艺可以实现复杂形状的成型,且成本相对较低。
常见的铸造工艺包括砂型铸造、金属型铸造、低压铸造等。
2.2 锻造工艺锻造是通过施加外力使金属形成所需形状的工艺,它能够提高材料的密实度和强度。
ec2标准钢材EC2是一种高品质的钢材,主要应用于汽车、航空航天、能源等领域。
EC2标准钢材是由欧洲标准化委员会(European Committee for Standardization)制定的一种钢材标准,旨在确保钢材的质量和性能。
以下是对EC2标准钢材的详细介绍:一、背景和意义EC2标准钢材是欧洲地区广泛使用的一种高品质钢材,它是由欧洲标准化委员会制定的一种钢材标准。
该标准旨在确保钢材的质量和性能,以满足汽车、航空航天、能源等领域的高要求。
EC2标准钢材的应用范围广泛,包括建筑、机械、石油化工、电力等领域。
二、EC2标准钢材的特点1.高品质:EC2标准钢材采用先进的冶炼和轧制技术,确保钢材的化学成分和机械性能符合标准要求。
2.高强度:EC2标准钢材具有较高的屈服强度和抗拉强度,能够满足各种高强度应用场景的需求。
3.良好的塑性和韧性:EC2标准钢材具有良好的塑性和韧性,能够保证在承受冲击和振动时不易断裂。
4.良好的耐腐蚀性:EC2标准钢材经过表面处理和涂层处理,具有良好的耐腐蚀性能,能够满足在恶劣环境下的使用要求。
5.环保可持续性:EC2标准钢材采用环保可持续的生产方式,减少了对环境的影响。
三、EC2标准钢材的分类1.按化学成分分类:EC2标准钢材按化学成分可分为碳素钢和合金钢。
碳素钢是指碳含量在0.0218%-2.06%的钢材,合金钢是指碳含量在0.0218%-0.0305%的钢材,添加了适量的合金元素如锰、硅、磷等以提高其机械性能和耐腐蚀性能。
2.按用途分类:EC2标准钢材按用途可分为结构钢、工具钢和特殊钢。
结构钢用于建筑、机械等领域,工具钢用于制造切削工具、模具等,特殊钢用于石油化工、航空航天等领域。
3.按表面处理分类:EC2标准钢材按表面处理可分为热浸镀锌、电镀锌、涂层等。
热浸镀锌和电镀锌能够提高钢材的耐腐蚀性能,涂层则能够提供额外的防腐保护。
四、EC2标准钢材的生产工艺EC2标准钢材的生产工艺主要包括冶炼、连铸、轧制等环节。
车身材料了解高强度钢在汽车制造中的应用近年来,随着汽车工业的不断发展,对于车身材料的要求也越来越高。
高强度钢作为一种优秀的材料,逐渐在汽车制造中得到广泛应用。
本文将带您了解高强度钢在汽车制造中的应用。
一、高强度钢的特点高强度钢具有优异的强度、韧性和耐腐蚀性能,相较于传统的普通钢材,具有更高的强度和更轻的重量。
高强度钢通过合理的合金设计和热处理工艺,使得钢材获得了更好的力学性能,并且在成本上也具备了一定的优势。
因此,高强度钢成为了汽车制造领域的热门材料。
二、高强度钢在汽车制造中的应用1. 结构件高强度钢在汽车的结构件中得到了广泛应用。
例如,车辆底盘和骨架是车辆的重要组成部分,需要具备较高的强度和刚性。
高强度钢具有优异的承载能力和疲劳寿命,因此成为了制造车身结构件的理想材料。
高强度钢可以有效地提高车辆的安全性和稳定性。
2. 安全件高强度钢在汽车的安全件中也有重要的应用。
例如,车辆的安全架构和各种安全装备(如安全气囊和安全带等)需要具备足够的强度和刚性以保护车辆乘员的安全。
高强度钢能够有效地吸收和分散碰撞能量,提供更好的保护性能。
3. 节能环保高强度钢的应用还有助于汽车的节能环保。
相较于传统的普通钢材,高强度钢具有更轻的重量,并且可以使用较薄的板材,从而减轻了车辆的整体重量。
减轻车辆重量可以降低燃油消耗,减少尾气排放,减轻对环境的污染。
因此,高强度钢的应用是推动汽车行业可持续发展的重要因素之一。
三、高强度钢的挑战与前景虽然高强度钢在汽车制造中具有广泛的应用前景,但也存在一些挑战。
首先,高强度钢的生产工艺相较于普通钢材更为复杂,需要更加精细的控制。
其次,高强度钢的成本相对较高,这也是其在大规模应用中的一个限制因素。
然而,随着技术的不断进步和制造工艺的改善,高强度钢在汽车制造中的应用前景依然十分广阔。
随着对车辆安全性和节能环保的要求越来越高,高强度钢将成为一种必不可少的材料。
同时,应用高强度钢材料也有助于汽车行业的技术创新和发展。
先进高强钢吴文亚材料090120091590 先进高强钢的定义:先进高强度钢,也称为高级高强度钢,其英文缩写为AHSS (Advanced High Strength Steel)。
国际钢铁协会( IISI) 先进高强钢应用指南第三版中将高强钢分为传统高强钢(Conventional HSS) 和先进高强钢(AHSS) 。
传统高强钢主要包括碳锰(C -Mn) 钢、烘烤硬化(BH) 钢、高强度无间隙原子(HSS -IF) 钢和高强度低合金(HSLA) 钢;AHSS 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;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。
先进高强钢的分类:双相钢:双相钢组成是铁素体基体包含一个坚硬的第二相马氏体。
通常强度随着第二相的体积分数的增加而增加。
在某些情况下,热轧钢需要在边缘提高抗拉强度(典型的措施是通过空穴的扩张能力),这样热轧钢便需要具有了大量的重要的贝氏体结构。
在双相钢中,在实际冷却速度中形成的马氏体中的碳式钢的淬硬性增加。
锰、铬、钼、钒、和镍元素单独添加或联合添加也能增加钢的淬硬性。
碳、硅和磷也加强了作为铁素体溶质的马氏体的强度。
高强度及高延性钢(TRIP):高强度及高延性钢的微观组织是在铁素体基体中还保留着残余奥氏体组织。
除了体积分数最少为5%的残余奥氏体外,还存在着不同数额的马氏体和贝氏体等坚硬组织。
多相钢:具有代表性的多相钢需要很高的抗拉强度极限才能转变成钢。
多相钢的组成是有细小的铁素体组织和体积分数较高的坚硬的相,并且细小的沉淀使其强度进一步加强。
汽车用先进高强度钢的特点和生产工艺
发表时间:2018-11-07T09:37:30.243Z 来源:《防护工程》2018年第17期作者:刘振广王娜斌徐飞[导读] 汽车轻量化和安全性对汽车用钢的性能提出了新的、较高的要求
长城汽车股份有限公司徐水分公司河北省保定市 071000 摘要:汽车轻量化和安全性对汽车用钢的性能提出了新的、较高的要求,具体有以下6个方面:优良的成形性能;在保证塑性、延性指标的同时,提高强度降低冲压件重量;良好的表面状态和形貌、严格的尺寸精度;良好的连接性能和保型性能;抗时效性稳定性和油漆烘烤硬化性;耐蚀性能。
先进高强度钢,其英文缩写为AHSS(Advanced High Strength Steel),主要包括双相(DP)钢、相变诱导塑性
(TRIP)钢、复相(CP)钢、马氏体(M)钢、热成形(HF)钢和孪晶诱导塑性(TWIP)钢。
关键词:先进高强度钢汽车用钢发明热轧冷轧
前言:迅猛发展的汽车工业更加突显出环保、能源等方面的难题。
汽车用高强度钢对汽车工业的发展起着举足轻重的作用,是汽车轻量化的关键材料之一。
在未来的数年内,我国汽车工业将会取得更大的发展,对汽车用高强度钢的要求也会越来越多,汽车开发公司需进一步加强与钢铁研究者的合作,这对发展汽车用高强度钢板,促进我国汽车行业发展以及提高我国汽车竞争能力大有裨益。
1高强度板料的特性高强度板料具有很高的抗拉强度、耐冲击性,其抗拉强度是普通材料的3倍甚至更多,因此对汽车的碰撞安全性能非常重要。
高强度板料的这种特性对汽车的安全、减重和节能是非常重要的,其效果也是非常明显的。
研究结果表明,使用高强度板料,汽车冲压件抗拉强度从220MPa提高到700MPa,材料厚度从1.8mm减小到1.4mm,而材料可吸收冲击能指数则基本保持不变。
汽车减重也与材料强度密切相关。
研究表明,材料抗拉强度从300MPa左右提高到900MPa左右,汽车减重率则从25%左右提升到40%左右。
由此可以看出使用高强度板料已是汽车行业以后发展的趋势。
但板料的强度和塑性一般是矛盾的,板料强度的提高必然导致塑性下降。
而板料塑性的下降就为冲压件的成型带来了很多问题和难题,回弹就是其中冲压件成型过程中很难避免的缺陷之一。
如何预防、减少高强度板料的回弹就成了摆在高强度板料冲压件面前最大的问题。
2 各种先进高强度钢的特点和生产工艺 2.1双相钢(DP)
双相钢组织是在纯净的铁素体晶界或晶内弥散分布着较硬的马氏体或贝氏体(一般在15%),强度与韧性协调很好,兼有高强度和良好的成形性。
双相钢生产方法有热轧法和热处理法两种。
热轧法是将热轧钢材的终轧温度控制在两相区的某一范围,然后快速冷却,即通过控制最终形变温度及冷却速度的方法获得铁素体+马氏体双相组织。
该方法又分为两种:一是常规热轧法,即在通常的终轧及卷取温度下获得双相组织;二为极低温度卷取热轧法,即在Ms点以下进行卷取,以获得双相组织。
热处理法是将热轧或冷轧后的钢材重新加热到两相区并保温一定时间,然后以一定速度冷却,从而获得所需要的铁素体+马氏体双相组织。
宝钢发明提供的一种热轧高强度双相钢板,其化学成分设计(按重量百分含量计)为:C:0.10一0.13%,Si:0.85一1.15%,Mn:1.40一1.70%,P:≤0.015%,S:≤0.005%,Al:0.015一0.035%,N:≤0. 006%,余量为铁和不可避免杂质。
生产过程:转炉吹炼和真空处理→连铸→加热和轧制→轧后进行分段冷却→卷取→空冷。
第一段水冷速度70一100℃/s,快速水冷目的是使材料迅速进入铁素体相区,中间空冷温度控制在620一660℃,空冷时间4一6s,空冷温度和时间的配合是为了获得适量的铁素体组织(体积分数80%左右)和较低的屈服强度,第二段水冷速度要求大于100℃/s,终冷温度≤200℃,第二段水冷的终冷温度优选150一200℃,其目的在于使未相变的奥氏体组织淬火成马氏体组织,提高钢材的抗拉强度。
由于生产热轧双相钢的关键是控制热轧后的冷却方式,因此本方法可以通过控制相变组织类型和比例来得到双相钢板所需的性能。
通过该方法制造的钢板:屈服强度≥450MPa,抗拉强度≥800MPa,延伸率A50≥15%,具有较高的强度、塑型性和成形性,较好的延伸性、焊接性、冷弯性等使用性能 [2]。
2.2相变诱发塑性钢(TRIP)
相变诱发塑性钢是指钢中存在多相组织的钢。
这些相通常为铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体。
在形变过程中,稳定存在的残余奥氏体向马氏体转变时引起了相变强化和塑性增长。
为此残余奥氏体必须有足够的稳定性,以实现渐进式转变,一方面强化基体,另一方面提高均匀的伸长率,达到强度和塑性同步增加的目标[3]。
鞍钢发明提供的一种高强塑积TRIP钢板,其化学成分以质量百分比计为:C:0.08%一0.5%,Si:0.4%一2.0%,Mn:3%一8%,P:≤0.10%,S:≤0.02%,Al:0.02%一4%,N:≤0.01%,Nb:0―0.5%,V:0―0.5%,Ti:0―0.5%,Cr:0―2%,Mo:0―1%。
生产过程,冶炼→连铸→热轧→酸洗→冷轧→罩式炉退火。
热轧加热温度:1100一1250℃,保温时间为≥2h,开轧温度为≥1100℃,终轧温度850一950℃,卷取温度<720℃,热轧板厚度为2―4mm;如果客户要求钢板厚度在2―4mm之间,也可以不进行冷轧;冷轧累积压下量40%一80%。
罩式炉退火:随炉加热,保温温度为:550一750℃,保温时间:1―20h,随炉冷却。
得到的冷轧TRIP钢板强塑积大于30GPa%,显微组织中马氏体以面积率计为30―90%,奥氏体以体积率计为5一30%,其余为少量铁素体和渗碳体[4]。
2.3马氏体钢(MART)
马氏体钢的生产是通过高温奥氏体组织快速淬火转变为板条马氏体组织,可通过热轧、冷轧、连续退火或成形后退火来实现,是目前商业化高强度钢板中强度级别最高的钢种。
首钢发明提供的一种热轧马氏体钢,其化学成分按重量百分比为:C:0.10一0.18%,Si:0. 0l一0. 4,Mn:l.0一2.0,P:≤0.012%,S:≤0.006%,Nb:0.02一0.06%,Ti:0.0l一0.05%,Cr:0.1一0.5%,余量为Fe及其它杂质元素。
生产过程:冶炼、铸造,形成钢坯;将所述钢坯加热至1200一1250℃,保温1一2小时;将保温后的钢坯进行热轧;对热轧后的钢坯采用直接冷却工艺,以30一70℃/s的冷却速率冷却到马氏体相变点以下后进行卷取。
获得的热轧马氏体钢屈服强度大于1000MPa,抗拉强度达到1200一1320MPa,延伸率8一11%,d=8a冷弯性能良好[5]。
结语:随着经济的快速发展,家庭汽车的不断普及促进了汽车工业的快速发展。
为满足汽车轻量化发展的需求以及前述汽车板的各种性能要求,高强度钢和先进高强度钢近年来发展很快。
因此先进高强度钢是目前汽车用钢研发的热点。
但开发新钢种周期长,难度大,可合理借鉴专利进行创新开发。
参考文献:
[1] 李光瀛,马鸣图.我国汽车板生产现状及展望[J].轧钢,2014(4):24-25.
[2] 宝山钢铁股份有限公司.热轧高强度双相钢板及其制造方法[P].中国:102719732A,2012-10-10.
[3] 江海涛,唐获,米振莉.汽车用先进高强度钢的开发及应用进展[J].钢铁研究学报,2007(8):1-5.。