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我国汽车用高强度双相钢板开发研究进展与成果
发布者: 发布时间:2021/6/15 阅读:348

 双相钢具有优良的力学性能和成型性能,成为理想的汽车用钢板。在已经开发的先进高强度钢板(AHSS)系列化产品中,高强度双相钢板是汽车中应用面最宽的品种之一。为了达到节能减排的目的我国也非常注重汽车轻量化的研究,已有不少钢厂在开发双相钢,并不断应用在汽车生产中。双相钢主要用对成型性能有较高要求的结构件(DP600、DP800、DP980),如纵梁、横梁和加强件等汽车零件。随着技术的进步,也逐渐开始被用于汽车外露件,如内外板(DP450、DP500)等,比标准钢种的抗凹陷能力高20%,具有15%的减重潜力。国外主要采用热轧双相钢来制作轿车车轮和大梁。国内各大钢厂对DP钢的需求日益增加。为了达到节能减排、降低成本、增加效益的目的,我国各大钢厂都积极开展了对热轧双相钢生产工艺的研究与开发。目前国内多家钢厂增设了前置式超快冷设备,其细晶强化效果非常明显,对开发新品种钢是一个非常有利的硬件条件。为适应当前降低生产成本的迫切要求,结合现场超快冷设备,本课题主要研究C-Mn-Nb-Ti系和C-Mn-Cr系低成本高性能热轧双相钢生产开发工艺,通过实验室研究,掌握不同化学成分的相变动力学曲线、不同元素对组织性能的影响规律;在热轧实验基础上,探索终轧温度、出超快冷温度和卷取温度对热轧双相钢的影响规律,因地制宜开发出适宜现场工况的生产工艺。并充分考虑现场CSP生产线生产过程中速度恒定,控制稳定,具备生产薄规格产品的能力,开发出铬系双相钢。

 

 1. 实验室热模拟研究:借助热模拟实验,获得相变动力学曲线。相变动力学曲线可以很好地反映出新相形成过程与新相形成速度,结合相变动力学曲线与热膨胀曲线,可以得到准确的临界温度。同时根据加工硬化指数n的变化,可以将先共析转变过程很好地描述出来。在新相形成过程中,尤其是先共析转变过程,优先析出的是棱边铁素体。

 

 2. 奥氏体连续冷却相变实验研究:分析了不同温度、不同变形条件下工艺参数对相变过程的影响。奥氏体化温度越低,相变前的奥氏体晶粒尺寸越细小。减小相变前奥氏体晶粒尺寸,能够同时促进棱边铁素体析出量和析出速度,冷却速度增大,相变总时间显著缩短,同时冷却速度增加,铁素体体积分数中棱边形核占比高,且析出快。奥氏体化温度越低,铁素体相变温度提高,铁素体更易析出,同时在未完全奥氏体化的情况下,后续相变过程中的铁素体始终大量存在。完全奥氏体过程到奥氏体化程度较低的过程变化中,贝氏体的相变区域是增加,然而区间扩大而体积分数是降低的,发生贝氏体转变的温度也是逐步降低,这说明碳含量的影响更为主要,而相变驱动力的影响相对来说要更为弱化。随着奥氏体化温度降低,珠光体相变与马氏体相变区间均得到扩大。

 

 3. 元素硅和铬对相变过程及对产品组织性能的影响:合金元素硅的添加在低的冷却速度下对铁素体相变温度提高近30℃,提高效果明显。合金元素硅的添加有助于加快铁素体相变过程。同时合金元素铬含量增加后,在40℃/s时,出现了马氏体组织。合金元素铬的添加有助于马氏体的析出,同时起到一定的抑制贝氏体相变的作用。

 

 4. 实验室热轧实验研究:利用实验室四辊轧机及超快冷、复合冷却设备,进行热轧实验,探索化学成分、终轧温度和出超快冷温度对热轧双相钢的影响规律,将各热轧试验工艺与相应得到的微观组织性能进行对比分析,摸索得到良好双相钢力学性能的热轧工艺和冷却工艺。

 

 5. 工艺试制:充分发挥前置式超快冷细晶强化的作用,分别在HSM和CSP生产线上进行不同成分体系的DP钢试制。在2250HSM生产线上试制C-Mn-Nb-Ti系双相钢,获得性能良好的DP700.将该产品用于制作轿车车轮,其疲劳次数为19万次,远远超过标准要求。在CSP生产线上试制C-Mn-Cr系双相钢,获得性能稳定的600MPa级双相钢,其屈强比低于0.70.采用这种成分体系的双相钢相比其他品种钢至少节省成本150元/吨,且性能优良。目前汽车市场对双相钢需求旺盛,“以热代冷”的薄规格热轧双相钢更具市场竞争力,前景看好。

 
 

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