高强度钢应用是大势所趋

关于高强度钢在专用汽车上的应用及优势,本刊在一年前做过大量的宣传报道.一年后的今天旧话重提,依然有特别的意义:在节能减排被国家高度重视、低碳经济被置于战略高度的背景下,高强度钢的应用环境已发生了巨大变化,专用汽车市场对高强度钢的认知和需求有了全新的改变.不管是材料生产厂家还是专用汽车生产企业,都已经认识到,高强度钢的应用已是大势所趋,加快相关产品开发已迫在眉睫.     

做商用车行业新材料应用解决方案的提供者——访同元集团副总裁赵延东

在轻量化车辆已然成为汽车行业的发展趋势之后,大量的轻量化新材料涌现出来,比如高强度钢、铝合金、复合材料等越来越广泛应用在专用汽车行业,其中高强度钢在专用汽车上的运用比重也越来越大。专用汽车行业作为商用车行业的一个较为特殊的汽车行业,相对于乘用车来说,专用汽车"专"、"特"、"批量小",这些特性体现在各个方面,在用钢需求上也是如此,因此大型钢厂并不太愿意为专用汽车行业提供少批量而又特制的高强度钢产品。     

高强度钢板助推专用汽车轻量化

介绍国内高强度钢板的发展历程,并简要分析高强度钢板在专用汽车行业应用现状及问题,提出了高强度钢板设计和工艺方法要点,旨在推动高强度钢在专用汽车上的推广和普及.     

专用汽车轻量化 高强度钢多给力

随着计重收费政策的实施及燃油价格的不断上涨,市场对专用汽车(含挂车)减轻自重的呼声越来越高,具有轻量化结构的专用汽车正受到越来越多用户的青睐。目前,专用汽车上应用较多的轻量化材料有:铝合金、镁合金、高强度钢、塑料及复合材料等,其中应用最多的是高强度钢。这一期,本栏目邀请业内人士针对我国专用汽车行业对高强度钢的产品供应、设计、需求、制造及使用等进行探讨,旨在抛砖引玉,为促进我国专用汽车轻量化的快速发展献计献策。     

专用汽车“瘦身”受关注 高强度钢“体轻”被热捧

<正>随着治超力度的不断加大及对商用车燃油消耗值的限制,汽车轻量化在"绿色汽车"发展的进程中越来越受重视,我国专用汽车轻量化已经成为必然趋势。在我国专用汽车行业开展"瘦身运动"的呼声越来越高。4月23~27日,在由中国汽车工程学会专用车分会、专用汽车杂志社及芬兰钢铁Ruukki罗奇中国公司在青岛、武汉、广州三地联合举办的"高强度钢应用技术研讨会"上,记者了解到,近几年来,我国部分专用汽车企业已经开始了车辆轻量化的尝试,在现有技术条件下,应用高强度钢替代普通碳钢是实现专用车辆轻量化的有效途径之一。     

高强度钢作为轻量化的主导材料还将延续15年——专访安钢集团兆通型钢科技有限公司总经理冯振华

作为汽车轻量化的关键材料之一，高强度钢茌减轻汽车自重和提高安全性等方面效果显著。近年来，随着先进成形工艺与计算仿真技术的发展，高强度IF钢、DP双相钢、TRIP钢和热成形钢等在汽车部件中的用量越来越多。高强度钢目前在专用汽车领域的应用情况如何？在专用汽车轻量化应用方面里？该如何缩小差距？8月3019，在十堰召开的安钢集团汽车用钢推介会上，记者带着这些疑问独家专访了安钢集团兆通型钢科技有限公司（以下简称安阳兆通）总经理冯振华。     

唇枪舌剑,专用车轻量化大讨论

正随着近年来车辆轻量化的理念深入人心,高强度钢、铝合金等轻量化材料越来越多地应用在专用车上,特别是新GB1589实施以及后续多部委联合开展的限载限超治理行动后,专用车轻量化的大趋势更加明显。4月14日,由中国汽车工程学会专用车分会、汉阳专用汽车研究所主办,山西太钢不锈钢股份有限公司协办,大明国际控股有限公司、《专用汽车》杂志社承办的"车辆轻量化及高强度钢应用技术研讨会"在天津香格里拉大酒店召开,来自国内外专用车行业研发、生产、材料、加工配套等企业的300多名     

TRIP钢在汽车底盘结构件中的应用

通过结构分析和CAE仿真模拟,采用高强度低合金TRIP钢成功冲压制造了城市小客车车架横梁件。该横梁件不仅强度得到提高,而且达到了显著的轻量化效果;不仅缩短了开发周期,减少成本,而且扩大了高强度钢在汽车上的应用范围。     

专用车高强钢整体解决方案的提供者——济南同元泰钢铁服务中心

同元集团济南同元泰钢铁服务中心是以钢铁贸易、加工、配送为一体的综合性加工物流配送企业。通过配套设施建设和相关服务能力提高,不仅可以为专用汽车、半挂车行业提供优质的高强度钢板,还很好地解决了高强度钢板在使用中的易生锈问题、加工问题和焊接问题,适应了市场对高强钢越来越大的需求。     

专用车高强钢整体解决方案的提供者——济南同元泰钢铁服务中心

同元集团济南同元泰钢铁服务中心是以钢铁贸易、加工、配送为一体的综合性加工物流配送企业。通过配套设施建设和相关服务能力提高，不仅可以为专用汽车、半挂车行业提供优质的高强度钢板，还很好地解决了高强度钢板在使用中的易生锈问题、加工问题和焊接问题，适应了市场对高强钢越来越大的需求。     

高强度工字钢梁腹板抗剪性能试验

为了充分利用高强钢的高强度特性,设计了4片采用Q420qD高强度腹板的焊接工字钢梁,并采用跨中单点加载的形式进行抗剪性能试验研究。分析了腹板高厚比、翼缘约束效应、剪跨比等关键参数对高强度工字钢梁抗剪性能的影响规律,研究了高强度Q420qD腹板的抗剪极限承载能力及剪切破坏机理,并验证建议理论模型的正确性与腹板抗剪承载力计算公式对高强度钢梁的适用性。研究结果表明:试验梁在腹板弹性剪切屈曲后均形成了拉力带,充分发挥了屈曲后强度,最终形成框架机构;基于试验结果确定了高强度工字钢梁腹板的拉力带分布形式与破坏框架模型,其可作为高强度工字钢梁腹板的剪切失效理论模型;采用较大的翼缘相对腹板刚度,可提供更强的剪切抗力,理论计算时应计入翼缘对腹板的约束效应,试验与理论计算的对比分析结果验证了高强度工字钢梁翼缘对腹板约束系数的合理取值应为1.25,理论模型与计算公式适用性强;随着剪跨比的增大,试验梁的腹板屈曲后强度均充分发展,但试验梁在弹性屈曲后的腹板面外变形明显减小,仅在临近剪切极限强度时腹板面外变形呈不收敛增长,因此高强度腹板设计时应兼顾腹板面外屈曲变形的控制与腹板屈曲后强度的有限利用,保证高强钢桥使用阶段的安全可靠。     

采用高强度钢减轻连杆质量

为了提高汽车的燃油经济性,需要进一步减轻零部件的质量。减轻运动件( 例如连杆) 的质量对于降低相邻运动件的质量尤为重要。采用高强度钢能减小连杆杆身横截面,从而减轻连杆的质量。然而,传统高强度钢的机加工性能很差。因此,开发了1 种连杆用的新高强度钢,它以中碳微合金钢为基础,并添加了能够提高屈强比的钒元素。与传统钢相比,新开发的高强度钢的强度提高了10%。采用新高强度钢制造的连杆其质量能减轻8%。这种连杆已从2013 年开始进行批量生产,应用于车用发动机。     

沪通长江大桥天生港专用航道桥Q500qE钢焊接工艺试验研究

Q500qE高强度桥梁钢具有高强度、高韧性的优异性能,可减小桥梁结构截面、自重,增大跨径及承载力,但Q500qE钢的焊接工艺研究目前尚属空白。鉴于此,以沪通长江大桥天生港专用航道桥为背景,对Q500qE钢进行了焊接性试验、焊接材料选配试验和焊接工艺评定试验,研究适用于Q500qE钢的焊接方法、焊接材料和焊接工艺参数等焊接工艺。试验结果表明,超低碳贝氏体组织的Q500qE钢冷裂敏感度低,可焊性良好;根据Q500qE钢不同焊接接头形式,确定的焊接方法及强韧性匹配焊接材料可行;焊接试件的各项检测指标均能满足标准要求;通过试验确定的焊接工艺参数正确,工艺措施得当。Q500qE钢焊接工艺研究结果已用于指导该桥Q500qE高强度桥梁钢的焊接。     

超高强度钢BG590CL板材冲压成形性能的试验研究

作为20世纪90年代末发展起来的一种新型结构材料,超高强度钢在汽车工业中将有广阔的应用空间。本文分析了塑性应变比、应变硬化指数等板材冲压成形性能评价指标,试验获得了超高强度钢BG590CL的塑性应变比、应变硬化指数、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等,以及其真实应力-应变曲线,对超高强度钢BG590CL的冲压生产和数值模拟有一定的指导作用。     

罗奇:为专用汽车轻量化提供解决方案——访罗奇钢铁技术专家Kari Salin

<正>作为一家全球领先的特种钢和工程解决方案供应商,总部位于芬兰的罗奇(Ruukki)公司在长达一百多年的企业历史中,已经树立了钢材、焊接结构件以及系统和设备等方面的国际地位,并且通过对特种钢的不断升级在欧美等国专用汽车轻量化中获得了极高的收益。4月25日在武汉召开的"高强度钢应用技术研讨会"上,记者见到了远道而来的罗奇钢铁业务技术专家KariSalin,就特种钢在国外专用汽车轻量化应用及罗奇特种钢的性能进行了专访。     

Q420qE高强度结构钢的焊接接头力学性能标准

南京大胜关长江大桥采用Q420qE高强度结构钢。根据对焊接桥梁结构细节分类及其裂纹体模型的断裂力学分析、结构应力分类,给出3类结构细节的裂纹体断裂驱动力的典型结果。根据对Q420qE钢板及其焊接接头的全厚度深缺口宽板拉伸试验、夏比V形缺口冲击试验得到的大量试验结果,进行量化的统计分析,给出Q420qE钢板及其焊接接头的断裂抗力表达式。结合该桥Q420qE钢构件焊接接头的应力水平,根据断裂力学判据KI≤KC和计算、试验结果最终确定该桥Q420qE高强度结构钢的焊接接头力学性能标准。     

超高强度Q＆P钢板的热处理工艺及组织性能研究

Q＆P（Quenching and Partitioning）钢是一种超高强度先进汽车用钢。具有优异的综合力学性能。本文采用井式盐浴炉模拟了Q＆P钢的热处理工艺，并对其组织性能进行了分析研究。结果表明，Q＆P钢具有高的抗拉强度和良好的塑性，强塑积可以达到32016MPa％。其微观组织主要由板条马氏体和残余奥氏体组成，残余奥氏体呈膜状分布。残余奥氏体在组织中起到了相变诱发塑性的作用。     

超高强度钢在汽车底盘零部件中的设计应用

在汽车底盘零部件轻量化设计过程中,通过轻量化解决方案中的新材料应用和结构优化设计两个主要途径进行研究,以汽车底盘前悬摆臂轻量化设计为例,在同等工况条件下,一方面提出了采用高强度钢和超高强度钢的材料应用方案;另一方面提出以结构优化设计的双片扣合式和单片式的结构方式进行结构设计,建立高强度钢与双片扣合式、超高强度钢与单片式数学仿真模型。然后采用CAE方法对前悬摆臂L1、L2级工况进行分析对比。仿真结果表明:采用超高强度钢与单片式方案比高强度钢与双片扣合式方案具有更好的结构优化空间,更好体现出零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化。采用超高强度钢方案轻量化方案较高强度钢减轻21%,轻量化解决方案效果明显。     

汽车轻量化发展下的钢铁技术应用

对美国、欧洲、日本和中国等主要汽车生产国中的汽车轻量化发展政策推进历程和中国近期的汽车企业与研究机构的合作情况进行了介绍。分析了汽车车身用钢强度分布和以日本新日铁住金及韩国浦项为代表的双相钢、TWIP钢、马氏体钢等先进超高强度钢产品的研发动态,介绍了日本神户制钢开发的汽车轻型化异材连接技术和中国汽车企业采用热成形钢替代原有材料实现汽车轻量化的应用情况。对未来超高强度钢的应用比例、车身减重与结构性能结合的多目标优化发展趋势进行了探讨。     

具有优良性能的新型高强度钢板

高强度钢应用的一个重点领域是在车身上的应用。高强度钢板相对于其高的强度来说,具有优良的成形性能,但比传统的软钢板的成形性能要差,而车身零件,特别是结构件的形状大都比较复杂。这就大大地增加了高强度钢板应用的难度。为此,汽车生产和钢板生产两个领域都进行了卓有成效的创新。为高强度钢板的扩大应用开辟了新的途径。