基于汽车安全的热冲压成形技术优化

研究了铌微合金化的热成形钢及其构件的性能,论述了钢材弯曲吸能性能与汽车被动安全的关系,并引入能够满足汽车碰撞综合要求的新的热成形钢的合金成分设计,新成分设计的关键是用Nb微合金化技术细化热成形钢的马氏体组织,或者Nb微合金化的同时去除传统热成形钢中的B元素和Ti元素。结果表明,采用新技术可以大幅度提高热成形钢及其构件的弯曲角和冲及吸能值,并可以有效避免氢致延迟断裂。     

铌微合金化热成形钢的最新进展

结合作者的近期研究结果以及业界同行的研究,从乘用车和商用车应用两个角度,对1 500～2 000 MPa铌微合金化的热成形钢开发及性能研究进展进行了总结分析,发现当Nb含量(质量分数)0.03%时,钢材晶粒细化显著,晶粒尺寸可以达到传统热成形钢晶粒尺寸的1/3～2/3,甚至更小;在传统的热成形钢中添加Nb或者复合添加后,纳米析出相尺度主要为1～30 nm,而且平均尺度在10 nm左右。铌微合金化通过抑制了氢脆的4个触发条件,进而有效降低热成形钢及零部件的氢脆风险。铌微合金化使热成形钢的尖角冷弯角度提高了10%～15%,可以使零件断裂指数提高45%～80%,铌微合金化热成形钢在应力三轴度(-0.6～0.4)状态下临界断裂应变更高,提高热冲压成形零件的抗碰撞断裂能力。铌微合金化热成形钢在乘用车和商用车上的应用可以有效减低减轻质量,实现轻量化,并提高安全性能。     

微合金化超高强热成形车门防撞梁性能验证

将某新开发的微合金化1.8 GPa热成形钢牌号与传统钢牌号进行了从材料到零件级的安全性能测评。结果表明：相比于普通钢种，微合金化1.8 GPa热成形钢基于组织细化、第二相析出、残余奥氏体三大关键因素，具有更加明显的安全性优势。建立了2种材料的动态断裂模型，微合金钢在相同应力状态下具有更高的极限断裂应变，显示了更强的断裂抗力。对2种1.8 GPa热成形及1.5 GPa高强钢车门防撞梁进行了落锤冲击试验，微合金钢1.8 GPa热成形车门防撞梁有更加优异的抗碰撞侵入及碰撞吸能性能。     

低碳硼钢的氢致延迟断裂特性

15MnVB高强度螺栓是经热处理和酸洗、镀锌等表面处理后投入使用的。镀锌是钢吸氢的主要环节。本文叙述了用ITHAC—11型快速定氢仪对热处理及表面处理后的15MnVE钢中含氢量的测定情况、含氢量及去氢退火工艺对缺口试样延迟断裂的影响,指出15MnVB钢具有很大的氢脆敏感性,通过200℃、3～4小时去氢处理可获得良好的抗氢致延迟断裂性能。     

日本钢桥高强度螺栓病害处治与新型螺栓研究

高强度螺栓连接是日本钢结构桥梁常用的连接形式,对日本钢桥用高强度螺栓病害处治措施及新型螺栓研发应用进行介绍。结合日本2座钢结构桥梁工程实例,对高强度螺栓断裂、掉落和索夹螺栓轴力减小等病害原因进行分析,为确保桥梁安全运营,对全部螺栓进行了补拧与更换。针对螺栓生锈、腐蚀,开发了新型防腐涂层材料SZ工法,该工法选择锌作为高强度螺栓表面的牺牲防腐保护膜,试验及应用结果表明防腐效果较好。延迟断裂是高强度螺栓常见病害,研发了耐延迟断裂优质钢及螺栓,改善耐氢脆化特性,并在此基础上研发了超高强度高可靠性(FS)螺栓,室外暴露试验证明,FS螺栓具有优越的耐延迟破坏性能。针对钢桥面板连接接头处凹凸不平现象,开发了高强度沉头螺栓,并在实际工程中应用。     

微合金化1800 MPa热成形钢的成分设计及强韧性研究

利用热力学计算软件Thermo-Calc对Nb、Ti含量变化对其碳氮化物析出的影响规律进行计算，确定了1 800 MPa热成形钢的成分。对该热成形钢的平衡相图、主要析出相的析出温度、特定相中元素含量随温度的变化、析出相的长大行为进行了计算，得到了该材料的主要相组成和相变特征基础数据。对微合金1 800 MPa热成形钢的力学性能和三点弯曲性能进行了检测，结果表明其具有良好的强韧性。利用电子背散射衍射技术（EBSD）对热成形钢淬火后的组织进行了表征，结果表明细小的奥氏体晶粒和细小的马氏体块（Block）是1 800 MPa热成形钢具有高强韧性的主要原因。最后采用充氢+慢拉伸的方法检测了热成形钢的延迟断裂敏感性，表明在充氢时间小于2 h的条件下，热成形钢具有优异的延迟断裂敏感性。     

汽车工业用含铌钢的技术与发展

介绍了国外近10年来汽车用高强度钢的技术发展情况，如高强度热／冷轧钢材、IF钢、新型多相钢、含铌铁素体不锈钢等，其应用越来越重要，而多相钢将是未来汽车用高强度钢开发的主体钢材。讨论了铌微合金技术及铌在这些钢种中的作用。     

汽车零部件用高品质特殊钢技术的最新发展

介绍了Nb-V-Ti微合金化钢的物理冶金特点和国内外这类钢的研究与生产情况,并给出最新研究开发的汽车零部件用含铌微合金化非调质低碳贝氏体钢、高端弹簧钢及渗碳齿轮钢的一些实例,为提升我国高品质特殊钢技术水平提供参考.     

高强度钢成形技术及车身轻量化应用

高强度钢是车身轻量化的主要材料,高强度钢成形技术是其在车身上应用的关键。文章在介绍高强度钢分类的基础上,综述了冷冲压成形、热冲压成形、辊压成形、液压成形、变厚板成形技术的工艺原理、技术特点和发展动态,简述了高强度钢在国内外车身轻量化项目及欧洲车身会议上的应用。     

高强度钢板热冲压成形研究与进展

介绍了国内外高强度钢板热冲压成形技术的研究及开发概况,分析热冲压成形技术的工作原理并将热冲压成形与冷冲压成形的技术特点进行对比,热冲压成形技术可保证冲压零件尺寸精度并提高冲压零件强度;探讨了热冲压成形模具的设计要求,以及模具的材料选择;同时对影响高强度钢板热冲压成形的关键问题进行了分析。     

Nb-Ti微合金化汽车用钢QStE340～46T0M的开发研究

基于对珠钢EAF-CSP流程Nb微合金化技术的系统研究,有效地解决了混晶问题,并利用Nb-Ti复合微合金化技术成功地开发了汽车用钢QStE340～460TM。分析结果表明,开发的含Nb-Ti钢带具有优异的韧性、冷成形性能和良好的焊接性能,完全满足汽车、半挂车用钢的要求。     

汽车车身高强度钢的应用发展及挑战

基于对欧洲车身会议参会车型的车身用材统计,分析了钢、铝、塑料等材料在车身的应用现状和趋势。分析结果表明,以高强度钢为主、多材料复合应用是未来车身用材的发展趋势。高强度钢向着更高强塑积、更优性价比等方向发展,其中热成形钢在车身的用量会逐渐增大。随着高强度钢的发展,其应用也面临着一系列的挑战,如冷冲压成形的开裂和回弹、焊接技术难题,延迟开裂的科学评价、断裂韧性的优化提升等则是需要持续研究攻克的难题。     

Nb-Ti微合金化汽车用钢QStE340～460TM的开发研究

基于对珠钢EAF-CSP流程Nb微合金化技术的系统研究，有效地解决了混晶问题，并利用Nb-Ti复合微合金化技术成功地开发了汽车用钢QStE340～460TM。分析结果表明，开发的含Nb-Ti钢带具有优异的韧性、冷成形性能和良好的焊接性能，完全满足汽车、半挂车用钢的要求。     

热成形技术在汽车冲压领域的应用

由于人们环保意识的加强和对汽车安全性要求的日益提高,世界各国对汽车安全和环保法规的控制越来越严格。通过对先进高强度钢和超高强度钢的研究和使用,提高了汽车的碰撞性能,同时也为实现轻量化做出很大贡献。为了解决高强度钢板冷成形的难题,人们研发出一种针对高强度、超高强度钢板的热冲压成形技术。与冷冲压成形相比,热冲压成形具有成形后板料回弹量很小、零件的贴模性好、尺寸精度高等优点。     

摩托车高强度螺栓延迟断裂的预防

延迟断裂是材料在静止应力作用下,经过一定时间后突然脆性破坏的一种现象,是材料、环境和应力相互作用而发生的一种环境脆化,是由氢导致材质恶化的一种形态。延迟断裂现象是妨碍高强度螺栓提高强度的一个主要因素。     

高强度螺栓钢的研究及发展趋势

本文分析了高强度螺栓在实际应用中发生延迟断裂的成因及其危害性，提出了通过对高强度螺栓钢和超高强度螺栓钢的化学成分的有效控制改进钢材性能的要求，展望了它的应用前景。     

高强度钢板热成形成套技术及装备

高强度钢板热成形技术是同时实现汽车车体轻量化和提高碰撞安全性的最新技术。同时也是将传统的热锻造技术与冷冲压技术相结合的最新制造工艺。结合胡平教授研发团队开发的国内第一条拥有自主知识产权热成形批量生产线,介绍了高强度钢板热成形成套技术及装备。     

轻量化载货挂车促进绿色货运

载货挂车的轻量化可以降低油耗和排放,同时可以降低高速公路过路费。通过轻量化结构优化设计、铌微合金化高强度钢的开发以及焊接等相关制造工艺的优化,可以降低载货挂车的自重并可以保证使用性能。通过上述方法开发的轻量化轿车运输车可减重10%即1.47吨左右,粮食运输车可减重9.7%即0.22吨,同时粮食运输车的容积增加了+7.4%及2m3,既提高了物流企业的收益,同时降低了燃油消耗和尾气排放,轻量化载货挂车促进了绿色货运。     

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.     

锻造用钢的发展与应用研究

高强度化、易切削化、非调质化和简化热处理化,是锻造用钢及其制品实现高性能、低成本的主要措施。本文结合工作经验,介绍了热锻用结构钢采用回硫工艺实现易切削化的技术和应用效果,及其对材料和模锻件横向性能的不利影响与预防措施;研究了细化非调质结构钢锻件原奥氏体晶粒度的微合金化技术及控锻控冷技术。指出微合金化技术是开发高性能、低成本锻造用结构钢的最重要手段。