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    汽車用先進高強鋼之

    2018-12-06   來源:   點擊數:65次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港今日新聞:TRIP效應最先由V·F·Zackay發現并命名的,是通過相變誘導塑性效應而使鋼板中殘余奧氏體在塑性變形作用下誘發馬氏體形核,引入相變強化和塑性增長機制,提高鋼板的強度和韌性。具有TRIP效應的貝氏體鐵素體鋼(TBF鋼)正是近些年為滿足汽車工業對高強度、高塑性新型鋼板的需求而開發的。
      
      1.行業簡介
      
      國內汽車懸掛彈簧生產企業160余家,遍布全國各地,具有規模的專業生產企業(生產規模在0.8萬噸以上)約80余家。汽車懸掛彈簧行業隸屬于中國汽車工業協會鋼板彈簧委員會,國內近50家企業加入中國汽車鋼板彈簧委員會,入會單位使用的原材料質量較好,產品信譽較高,不進行惡性市場競爭,產品質量水平己達到國外先進國家90年代水平。
      
      由于國內彈簧行業基本上是從小作坊發展起來的,因此,生產規模在5000噸以下的地方企業還有約80余家,由于生產規模較小,相對抗風險能力較弱,因此這類生產企業一般不會長久存在。
      
      現懸掛彈簧行業生產企業存在過多、過亂現象,其中真正形成大規模、大批量生產的企業為數不多,大多仍停留在簡單生產工藝的水平上,產品成本較高,難以參與國際市場競爭。
      
      國內能夠生產高檔次汽車鋼板懸掛彈簧的企業只有4家:一汽集團遼陽汽車彈簧廠、東風汽車懸架彈簧有限公司、重慶紅巖汽車彈簧廠、山東鋼板簧廠,具有生產多種疊片簧、漸變剛度彈簧、少片變截面鋼板彈簧和雙曲率半徑及平直段的汽車鋼板彈簧的能力。
      
      國內能夠同時生產客車、貨車、轎車懸掛彈簧的廠家只有三個:一汽集團遼陽汽車彈簧廠、東風汽車懸架彈簧有限公司、山東鋼板簧廠。
      
      2.汽車對懸架彈簧的質量要求
      
      懸架彈簧在汽車行駛過程中,承受高頻往復壓縮運動,起著緩沖和減震作用,其質量好壞,對車輛平穩性、安全性起著至關重要的作用。
      
      專業正規企業生產的汽車懸架彈簧表面平整光滑、規格尺寸規范、噴漆工藝水平高。轎車、客車對懸架彈簧性能要求較高,以達到減小噪音、速度快、震動小、提高舒適度、彈性好、平穩性好等特性;重型及超重型載貨車需要高強度懸架彈簧,懸架彈簧的技術發展趨勢總體上為輕量化(高應力)、高可靠度,懸架彈簧設計應力普遍要求大于1100MPa,高的可達1200MPa。
      
      3.鋼板懸掛彈簧行業市場需求
      
      中國鋼管信息港今日新聞:目前,國內鋼板懸掛彈簧已全部實現國產化。鋼板懸掛彈簧行業的市場主要是國內市場,出口占銷售額的比例很小,不足1%。在95~96年期間,國內有一定規模的鋼板簧廠曾少量出口,一般出口到意大利、美國、臺灣、印度、法國等國家,其中東風出口鋼板懸掛彈簧屬免檢產品。
      
      國內出口板簧均為小于1t的小板簧,用于國外的小皮卡等小型貨車,價格較低,技術含量不高,附加值較低,因此,現國內基本不出口鋼板彈簧。
      
      國內懸掛彈簧行業在80年代末、90年代初隨著汽車工業的發展而高速發展,到2004年國內汽車生產量已達到507萬輛,粗略估計國內汽車工業對懸架彈簧的年需求量約為450萬件,各主要彈簧配套廠也相應地按用戶的需求擴充自己的生產能力,現懸掛彈簧生產能力與市場需求相比處于供過于求的局面。
      
      汽車工業的快速發展,對彈簧產品種類的開發和技術進步有極其明顯的推動作用,預計到2010年中,國內汽車工業對懸架彈簧的年需求量約為800萬件。
      
      4.懸掛彈簧行業的生產裝備水平
      
      由于懸掛彈簧行業的特殊性,懸掛彈簧行業的主要加工設備基本上屬于非標準設備,如卷簧機、變截面軋簧機、成形機、噴丸機等,這類設備只有少數專業化生產廠家具有生產能力。
      
      西方工業發達國家,工業基礎雄厚,設備生產廠家制造水平及技術水平相當高,而國內部分國產設備與進口設備相比存在加工精度低、生產效率低、自動化程度低、可靠性差、型號老化等問題。
      
      所以現在懸架彈簧行業中先進的制造設備一般都從國外進口,如變截面、高強度軋簧機等。進口設備存在的主要問題一是價格較高,二是維修困難,三是備品備件供應周期較長。
      
      經過近幾年汽車行業的發展建設,目前,國內已有一些生產懸架彈簧設備的企業,通過技術改造、設備投入或外資入股等方式,其設備精度、生產效率已接近進口設備水平。
      
      TBF鋼的組織特征是精細規整的無碳化物貝氏體鐵素體板條束、分布在貝氏體鐵素體基體上板條束間的薄膜狀殘余奧氏體與塊狀殘余奧氏體,同時也存在有非常少量的回火馬氏體。
      
      其較高的韌性主要是由于其精細規整的板條結構、富碳殘余奧氏體的TRIP效應,同時也有一小部分是由于未轉化的薄膜狀殘奧的長程內應力。
      
      由于TBF鋼中有亞穩態殘余奧氏體(體積分數約為10%-30%)的存在,不僅具有較好的超高強度和塑性匹配,而且具有較高的疲勞強度、較好的沖擊性能,翻邊擴孔性能和抗氫脆性能。
      
      TBF鋼的制造工藝
      
      由于TBF鋼在950℃保溫時,實驗鋼發生完全奧氏體化,奧氏體的平均C、Mn含量相對較低,隨后快速冷卻至貝氏體區等溫,大量的奧氏體轉變為貝氏體并向未轉變的奧氏體排碳。
      
      在等溫后的冷卻過程中,穩定性不足的奧氏體轉變為馬氏體,穩定性較高的奧氏體保留至室溫。
      
      在連退過程中,貝氏體等溫溫度對TBF鋼的組織和性能影響顯著,當貝氏體等溫溫度為300 ℃時,TBF鋼具有低屈服強度(789 MPa)、高抗拉強度(1241MPa)以及良好的伸長率(16.6%)。等溫300℃時,屈服強度的降低主要是因為80~190 nm的無碳化物貝氏體板條的生成。
      
      經過XRD測定,其殘余奧氏體含量為12.04%,殘奧含碳量經過測算為1.4%。穩定的塊狀殘余奧氏體和無碳化物貝氏體板條有利于韌性的提高,相反,馬氏體應該盡量減少或避免。
      
      使用特性
      
      中國鋼管信息港今日新聞:TBF鋼相對于傳統的多邊形鐵素體基體的TRIP鋼,其貝氏體基體的板條組織更細小,大部分呈長條狀或塊狀分布于貝氏體晶內或晶界間。同時也可以觀察到大量馬氏體的存在,這是由于完全奧氏體化后奧氏體的平均C、Mn含量較低,穩定性不足,在冷卻至室溫的過程中大量的奧氏體轉變為馬氏體所致。
      
      TBF鋼在應變初始階段時應力就迅速增加,這主要是由于TBF鋼的基體結構為強度很高的貝氏體鐵素體組織,在變形初期即產生較強的加工硬化,在應變達到0.02后由于變形所引起的應力集中,誘發貝氏體鐵素體板條間的殘留奧氏體發生馬氏體相變,使集中的應力得到釋放,斜率變緩,抗拉強度可達到1400MPa以上。中國鋼管信息港今日新聞
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