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高強(qiáng)度汽車鋼板的發(fā)展前景
發(fā)布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時(shí)間:2014-10-29
鋼的強(qiáng)度和塑性一般是矛盾的,鋼強(qiáng)度的提高必然導(dǎo)致塑性下降。對(duì)于傳統(tǒng)的高強(qiáng)鋼,如碳錳鋼(CMn)、高強(qiáng)低合金鋼(HSLA)、各向同性鋼(IS)、烘烤硬化鋼(BH)、高強(qiáng)IF鋼(HSSIF)等,其強(qiáng)度等級(jí)很難突破600MPa。
摘要:隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及汽車保有量的不斷增長(zhǎng),汽車減重、節(jié)能、小型化、安全、環(huán)保等受到人們的普遍關(guān)注,高強(qiáng)鋼汽車板將是今后汽車板發(fā)展的主流,大量使用高強(qiáng)鋼是解決汽車減重、節(jié)能、安全、環(huán)保的重要途徑。為此,介紹了高強(qiáng)鋼汽車板在鋼廠各工序生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題和汽車廠使用高強(qiáng)鋼中存在的主要問(wèn)題,并對(duì)加快發(fā)展中國(guó)高強(qiáng)鋼汽車板提出了相應(yīng)的解決措施。
1?前言
?進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展呈加速發(fā)展態(tài)勢(shì)。2002年之后,汽車產(chǎn)量平均每年約增加100萬(wàn)輛。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及汽車保有量的不斷增長(zhǎng),道路、停車場(chǎng)、交通安全和燃油緊張等問(wèn)題也日趨突出。因此,汽車的減重、節(jié)能、小型化、安全、環(huán)保等備受人們普遍關(guān)注,而高強(qiáng)鋼汽車板的大量采用對(duì)解決上述問(wèn)題都有幫助。研究結(jié)果表明,汽車板抗拉強(qiáng)度從220MPa提高到700MPa,材料厚度從1.8mm減小到1.4mm,而材料可吸收沖擊能指數(shù)則基本保持不變。汽車減重也與材料強(qiáng)度密切相關(guān)。研究表明,材料抗拉強(qiáng)度從300MPa左右提高到900MPa左右,汽車減重率則從25%左右提升到40%左右。近10年來(lái),汽車用高強(qiáng)鋼的發(fā)展速度很快。為了適應(yīng)汽車板高強(qiáng)化的發(fā)展趨勢(shì),世界各國(guó)紛紛開(kāi)展了高強(qiáng)鋼的研發(fā)并取得了令人矚目的進(jìn)展。
2?汽車用高強(qiáng)鋼板的研究發(fā)展
?20世紀(jì)90年代初,歐洲試生產(chǎn)了全鋁汽車。由于可以減輕車重,降低油耗,鋁材有躋身汽車行業(yè)取代鋼材的可能。1994年,國(guó)際鋼鐵學(xué)會(huì)(簡(jiǎn)稱“IISI”,International?Iron&steel?Institute)組織主要由北美和西歐35家鋼廠和汽車廠組成的聯(lián)合攻關(guān)課題,開(kāi)展了超輕鋼車身項(xiàng)目ULSAB(ultra?Light?Steel?Auto?Body)的研究。其主要成果如下:車身結(jié)構(gòu)的抗扭和抗彎強(qiáng)度分別提高80%和52%,車重減少25%,車身結(jié)構(gòu)造價(jià)降低15%。1998年,在完成ULSAB項(xiàng)目后,又實(shí)施一項(xiàng)被稱為先進(jìn)概念車超輕鋼車身計(jì)劃ULSAB—AVC(Advance?Vehicle?Concept)。上述項(xiàng)目的研究結(jié)果表明,為了延續(xù)鋼材對(duì)其它競(jìng)爭(zhēng)材料的優(yōu)勢(shì)地位,必需大量使用高強(qiáng)鋼,在代表汽車用鋼未來(lái)發(fā)展方向的新車型C級(jí)車和PNGV級(jí)車中,相變強(qiáng)化的雙相鋼(DP鋼)占整個(gè)結(jié)構(gòu)用鋼的74%左右,600MPa以上的超高強(qiáng)鋼占75%以上。
?在完成ULSAB相關(guān)項(xiàng)目(包括ULSAS和ULSAC)后,阿賽洛(Arcelor)公司和蒂森(Thyssen)公司分別設(shè)計(jì)制造了大量采用高強(qiáng)鋼的概念車車身,使車身減重分別達(dá)到20%和24%。分析其用鋼情況,發(fā)現(xiàn)未來(lái)車身用軟鋼大幅度下降,而高強(qiáng)鋼,特別是強(qiáng)度等級(jí)大于80kg級(jí)的超高強(qiáng)鋼顯著增加。
?縱觀汽車廠在高強(qiáng)鋼使用方面的發(fā)展,尤其是寶馬(BMW)汽車公司,近幾年的發(fā)展速度在歐美地區(qū)是較快的,寶馬3系列在不同年代上市的車身用材料的平均最低屈服強(qiáng)度從1997年版的178MPa猛增到2004年版的294MPa,增長(zhǎng)了65%,屈服強(qiáng)度在400MPa以上的高強(qiáng)鋼的使用比例也大幅度增加,而深沖軟鋼用量卻大幅減少。
?日本在高強(qiáng)度汽車板生產(chǎn)和使用方面原本就有較明顯的優(yōu)勢(shì)。為保持這種優(yōu)勢(shì),日本于1997年啟動(dòng)了“超級(jí)鋼鐵材料”的國(guó)家研究計(jì)劃,為期10年,其主要目的是實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料的“強(qiáng)度翻番,壽命翻番”。同年,日本通產(chǎn)省基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)局又安排由日本5大鋼鐵公司為骨干的“超級(jí)金屬”研發(fā)項(xiàng)目,其目標(biāo)是通過(guò)新工藝細(xì)化鋼的金相組織來(lái)提高鋼的強(qiáng)韌性能,并計(jì)劃在5年內(nèi)形成“材料微觀領(lǐng)域顯微組織的控制制造技術(shù)”。
?在日本超級(jí)鋼項(xiàng)目的影響下,韓國(guó)在1998年啟動(dòng)了“21世紀(jì)高性能結(jié)構(gòu)鋼”的國(guó)家項(xiàng)目,為期10年,這是以POSCO鋼鐵公司為主體的國(guó)家項(xiàng)目。歐盟則在2001年啟動(dòng)“超細(xì)晶鋼”項(xiàng)目,由意大利、英國(guó)、德國(guó)和比利時(shí)等國(guó)的研究機(jī)構(gòu)參加,歐洲一些公司從工業(yè)界加以推進(jìn)。
?中國(guó)于1997年啟動(dòng)了“新一代微合金高強(qiáng)高韌鋼的基礎(chǔ)研究”國(guó)家攀登項(xiàng)目(1997~2000年)。1998年,啟動(dòng)“973”重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“新一代鋼鐵材料的重大基礎(chǔ)研究”。寶鋼作為國(guó)內(nèi)汽車板生產(chǎn)企業(yè)的排頭兵也參加了國(guó)際ULSAB計(jì)劃,并在高強(qiáng)汽車板研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)方面有了較大的投入,做了大量工作,取得了一些成果,走在全國(guó)同行業(yè)前列。
?眾所周知,鋼的強(qiáng)度和塑性一般是矛盾的,鋼強(qiáng)度的提高必然導(dǎo)致塑性下降。對(duì)于傳統(tǒng)的高強(qiáng)鋼,如碳錳鋼(CMn)、高強(qiáng)低合金鋼(HSLA)、各向同性鋼(IS)、烘烤硬化鋼(BH)、高強(qiáng)IF鋼(HSSIF)等,其強(qiáng)度等級(jí)很難突破600MPa。即使通過(guò)添加大量合金元素來(lái)提高其強(qiáng)度,用戶在使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)焊接性能不良等問(wèn)題,從而影響其使用?,F(xiàn)代超高強(qiáng)鋼的發(fā)展趨勢(shì)是通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚳刂其摰娘@微組織,以得到高強(qiáng)度、高塑性的所謂先進(jìn)高強(qiáng)鋼(AHSS)。例如,低屈強(qiáng)比的在鐵素體基體中分布有5%~30%馬氏體的雙相鋼(DP鋼),在鐵素體和貝氏體基體中含5%~15%殘余奧氏體的相變誘導(dǎo)塑性鋼(TRIP鋼),含鐵素體、貝氏體、馬氏體及彌散第二相粒子的復(fù)相鋼(CP鋼)以及主要含馬氏體強(qiáng)化相的馬氏體鋼(M鋼)。在新鋼種方面,已開(kāi)發(fā)出常用于熱沖壓成形的具有良好淬透性的含硼高強(qiáng)鋼(B?Steel)及其它合金含量較高的不銹鋼和鐵錳系孿晶誘導(dǎo)塑性鋼(TWIP)等。
?鋼板厚度變薄后,耐腐蝕性變得非常重要。因此,鍍鋅高強(qiáng)鋼,特別是熱鍍鋅高強(qiáng)鋼有了較快的發(fā)展。
3?高強(qiáng)鋼汽車板在生產(chǎn)和使用中的主要問(wèn)題
3.1?高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題
3.1.1?煉鋼問(wèn)題
?高強(qiáng)鋼的力學(xué)性能與化學(xué)成分關(guān)系密切。由于高強(qiáng)鋼對(duì)鋼的化學(xué)成分控制要求較高,不允許出現(xiàn)較大的波動(dòng),例如,某些鋼種的含碳量控制范圍要求達(dá)到ppm(1ppm=10-4%)級(jí),否則,其性能就不合格。由于高強(qiáng)鋼,特別是超高強(qiáng)鋼的合金含量較高,錠坯化學(xué)成分易偏析,且錠坯在冷卻過(guò)程中特別容易開(kāi)裂,因此,高強(qiáng)鋼對(duì)板坯的熱裝熱送、錠坯堆放及保溫都有較高的要求。另外,這種錠坯因存在某些缺陷而需進(jìn)行火焰清理或切割時(shí)也很容易開(kāi)裂。
3.1.2?熱軋問(wèn)題
?高強(qiáng)鋼在熱軋生產(chǎn)過(guò)程中也較容易出問(wèn)題。首先,在板坯加熱過(guò)程中,要嚴(yán)格控制對(duì)合金含量較高板坯的加熱速率和加熱均勻性,以免板坯在加熱過(guò)程中產(chǎn)生開(kāi)裂或變形;其次,高強(qiáng)鋼對(duì)熱軋溫度控制要求較高,因?yàn)闊彳埾嚓P(guān)溫度的波動(dòng)將導(dǎo)致高強(qiáng)鋼材質(zhì)性能的波動(dòng);第三,高強(qiáng)鋼制品力學(xué)性能的波動(dòng)又反過(guò)來(lái)影響后工序熱軋過(guò)程的穩(wěn)定性和最終熱軋板成品的力學(xué)性能、尺寸精度、板形以及表面質(zhì)量。
3.1.3?酸洗問(wèn)題
?高強(qiáng)鋼,特別是超高強(qiáng)鋼熱軋卷表面氧化鐵皮的厚薄及特性對(duì)溫度較為敏感。而且,酸洗難易程度也不同,加上超高強(qiáng)鋼熱軋板拉矯延伸率很難達(dá)到要求,因此,超高強(qiáng)鋼的酸洗困難。除了酸洗表面質(zhì)量問(wèn)題外,還有高強(qiáng)鋼的頭尾焊接困難等問(wèn)題,由于板形差、有時(shí)邊裂也較嚴(yán)重,高強(qiáng)鋼的穩(wěn)定通板及切邊碎邊也較困難。在高強(qiáng)鋼中添加的各種合金元素還可能影響酸再生的副產(chǎn)品氧化鐵粉的純凈度和磁性能。
3.1.4?冷連軋問(wèn)題
?高強(qiáng)鋼的合金含量高,焊接困難,焊縫處易開(kāi)裂,甚至斷帶。由于變形抗力大,硬化速率快,軋制力過(guò)大,很容易超過(guò)軋機(jī)馬達(dá)負(fù)荷,因而,不得不減小軋制變形量,降低軋制速度。而且,超高強(qiáng)鋼在軋制過(guò)程中易出現(xiàn)打滑、邊裂、板形不良,甚至斷帶等問(wèn)題。由于高強(qiáng)鋼熱軋來(lái)料的力學(xué)性能和厚度波動(dòng)較大,軋硬材的厚度波動(dòng)也較大。在熱軋和冷軋過(guò)程中,軋制力大,軋輥彎曲嚴(yán)重,由此引起軋硬材橫斷面凸度較大,邊緣降較嚴(yán)重,軋輥易爆裂和斷輥等。
3.1.5?熱處理及涂鍍工序的主要問(wèn)題
?退火及平整工序最終決定了高強(qiáng)鋼的力學(xué)性能、板形及表面質(zhì)量,特別是對(duì)于以相變強(qiáng)化為主的先進(jìn)高強(qiáng)鋼,熱處理制度(退火曲線)和平整延伸率最終決定了材料的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。目前,國(guó)內(nèi)幾乎所有的大型連續(xù)熱處理機(jī)組在生產(chǎn)相變強(qiáng)化的高強(qiáng)鋼時(shí),其冷卻速度總顯得不足。與國(guó)外先進(jìn)機(jī)組相比,在生產(chǎn)相同強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)鋼時(shí),要添加更多的合金元素,有時(shí)甚至根本無(wú)法生產(chǎn)出希望獲得的組織結(jié)構(gòu)和性能。此外,還有焊縫開(kāi)裂問(wèn)題,由于軋硬材及快冷后的帶鋼板形不良易引起通板困難問(wèn)題,以及高溫退火造成合金元素易在帶鋼表面富集而引起測(cè)溫不準(zhǔn)問(wèn)題。在熱鍍鋅工序中,除上述問(wèn)題之外,還有高強(qiáng)鋼可鍍性較差及合金化較困難問(wèn)題。在平整工序中,無(wú)論是普冷高強(qiáng)鋼,還是熱鍍鋅高強(qiáng)鋼,特別是當(dāng)材料強(qiáng)度等級(jí)較高時(shí),很難達(dá)到要求的平整延伸率,因此,高強(qiáng)鋼平整前本來(lái)就較差的板形也很難通過(guò)有限的平整變形而得以明顯改善。而且,超高強(qiáng)鋼表面粗糙度的控制能力也較差,有時(shí)在平整工序中粗糙度幾乎不變。
?在電鍍鋅工序中,高強(qiáng)鋼較差的板形很容易損壞電極板等電鍍鋅設(shè)備,也影響帶鋼的穩(wěn)定通板和鍍層的均勻性。此外,電鍍鋅機(jī)組輥系的設(shè)計(jì)依據(jù)是鋼帶強(qiáng)度等級(jí)、規(guī)格及機(jī)組速度。當(dāng)強(qiáng)度等級(jí)超出設(shè)計(jì)較多且厚度也較大時(shí),不僅通板困難,還會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。
3.1.6?精整及其它問(wèn)題
?高強(qiáng)鋼,特別是超高強(qiáng)鋼的精整問(wèn)題主要是剪切能力問(wèn)題,國(guó)內(nèi)幾乎所有精整線都只能剪切80kg級(jí)以下高強(qiáng)鋼。更高強(qiáng)度等級(jí)高強(qiáng)鋼的切板或分卷、分條需新增機(jī)組或?qū)εf的機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。其它問(wèn)題,如檢化驗(yàn)分析和各工序生產(chǎn)組織接續(xù)問(wèn)題,也是較難解決的,特別是超高強(qiáng)鋼拉伸樣的制備和試樣拉伸斷裂后對(duì)引伸儀的振動(dòng)沖擊問(wèn)題,都是很棘手的。而且,超高強(qiáng)鋼還需追加其它特殊檢化驗(yàn)項(xiàng)目。各種強(qiáng)度等級(jí)和各種規(guī)格的高強(qiáng)鋼在連軋機(jī)和連續(xù)熱處理機(jī)組的生產(chǎn)接續(xù)問(wèn)題也很難解決,這對(duì)機(jī)組的正常生產(chǎn)和狀態(tài)的穩(wěn)定影響很大。
3.2?高強(qiáng)鋼使用過(guò)程中的主要問(wèn)題
3.2.1?高強(qiáng)鋼的成形問(wèn)題
?由于高強(qiáng)鋼的塑性較差,變形時(shí)易開(kāi)裂,變形抗力大,成形后的回彈也大,零件尺寸精度不良。因而,在對(duì)沖壓和滾壓模具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮到高強(qiáng)鋼變形能力小、變形抗力大及回彈較大的特點(diǎn),以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)形狀尺寸。另外,高強(qiáng)鋼對(duì)模具的磨損也較大,有時(shí)甚至?xí)>撸虼?,需?duì)模具表面進(jìn)行涂鍍(如TiN)處理。為了解決高強(qiáng)鋼成形困難問(wèn)題,研發(fā)了高強(qiáng)鋼板的激光拼焊板,使變形較大的部位由軟鋼或成形性較好的高強(qiáng)鋼來(lái)承受,而變形量較小或需要承受較大負(fù)荷的部位則使用強(qiáng)度等級(jí)較高的高強(qiáng)鋼。除此之外,研發(fā)了新的成形技術(shù),如液壓成形、溫成形和熱沖壓成形等。
3.2.2?高強(qiáng)鋼的焊接問(wèn)題
?高強(qiáng)鋼的焊接性能一直是影響高強(qiáng)鋼冷軋生產(chǎn)和使用的非常核心的問(wèn)題。由于生產(chǎn)工藝技術(shù)不同,特別是熱處理冷卻速率不同,若要獲得用戶需要的強(qiáng)度等級(jí),其合金元素的添加量也要有所不同。當(dāng)冷卻速度較低時(shí),必須添加較多的合金元素,但由此也會(huì)引起焊接性能惡化。除了冷卻速度外,其它生產(chǎn)工藝及設(shè)備條件也影響材料設(shè)計(jì)時(shí)合金元素的添加量,影響高強(qiáng)鋼的焊接性能。對(duì)于高強(qiáng)鋼涂鍍產(chǎn)品來(lái)說(shuō),涂鍍層成分及其組織結(jié)構(gòu)和鍍層厚度均影響其焊接性能。
3.2.3?高強(qiáng)鋼的涂裝問(wèn)題
?高強(qiáng)鋼合金元素的表面富集和氧化則影響其磷化等涂裝性能。就涂鍍產(chǎn)品而言,涂鍍層化學(xué)成分及鍍層表面形貌等也影響材料的涂裝性能。然而,改善高強(qiáng)鋼涂裝性能的方法有:通過(guò)熱處理過(guò)程中爐內(nèi)氣氛控制來(lái)控制高強(qiáng)鋼合金元素的表面富集和氧化;采用酸洗方法將擴(kuò)散到鍍層表面的合金元素清洗干凈,有的經(jīng)過(guò)酸洗之后,還需進(jìn)一步電鍍一層極薄的鎳,以改善其涂裝性能。
4?發(fā)展高強(qiáng)鋼汽車板的對(duì)策及建議
4.1?加強(qiáng)鋼鐵廠與汽車廠的合作研究開(kāi)發(fā)
?新一代性能更優(yōu)的汽車設(shè)計(jì)制造需要有新的先進(jìn)高強(qiáng)鋼材料的支持。鋼鐵廠作為最主要的汽車用材供應(yīng)商理應(yīng)在新一代汽車減重、節(jié)能和安全環(huán)保方面有所貢獻(xiàn)。因此,鋼鐵廠與汽車制造廠之間應(yīng)加強(qiáng)合作,在汽車設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和零件選材與用材方面多進(jìn)行研討磋商?,F(xiàn)在,自主創(chuàng)新是新的國(guó)家戰(zhàn)略,提高自主創(chuàng)新能力已成為汽車行業(yè)在“十一五”發(fā)展規(guī)劃中的核心詞匯。同樣,在技術(shù)含量較高的汽車用高強(qiáng)鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)與設(shè)備研究開(kāi)發(fā)和高強(qiáng)鋼使用技術(shù)研究方面,鋼鐵廠也有大量的技術(shù)創(chuàng)新工作要做,這都為將來(lái)鋼鐵廠與汽車制造廠的合作研究開(kāi)發(fā)帶來(lái)契機(jī)。
4.2?高強(qiáng)鋼生產(chǎn)工藝設(shè)備的自主研究開(kāi)發(fā)
?目前,商業(yè)用高強(qiáng)鋼生產(chǎn)冶金原理近幾年并沒(méi)有新的發(fā)現(xiàn),但在1200MPa以上超高強(qiáng)鋼工藝方面,國(guó)際上出現(xiàn)了2條途徑:其一,鋼鐵廠通過(guò)熱處理方法獲得1500MPa左右超高強(qiáng)鋼,而后通過(guò)滾壓等成型方法加工成保險(xiǎn)杠、防撞桿等汽車零件;其二,鋼鐵廠只提供強(qiáng)度只有800MPa左右但化學(xué)成分能滿足進(jìn)一步熱處理要求的板卷,由零部件廠或汽車廠通過(guò)熱沖壓成形而獲得1500MPa左右超高強(qiáng)鋼零部件。前者的優(yōu)勢(shì)是,超高強(qiáng)鋼的熱處理集中在鋼廠完成,生產(chǎn)效率高,成本低,對(duì)環(huán)保也有利,但在滾壓成形中必須解決零件成形過(guò)程的回彈問(wèn)題,以確保零件尺寸精度。后者的優(yōu)勢(shì)在于,熱成形后的形狀穩(wěn)定,尺寸精度高,對(duì)于形狀較復(fù)雜的零件也較易生產(chǎn),但該方法的生產(chǎn)效率低,每種車型、每個(gè)超高強(qiáng)鋼零件都需要專用水冷模具,投資巨大,而且,還要在后工序配備噴丸或在前工序鍍鋁或涂鍍其它材料,生產(chǎn)成本較高。對(duì)于鋼鐵廠科技人員來(lái)說(shuō),應(yīng)該更多地關(guān)注前者。
?上文提到高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)在煉鋼、熱軋、酸洗和冷連軋等工序中都有困難,因此,各工序都必須對(duì)現(xiàn)存的生產(chǎn)工藝技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究,以優(yōu)化其生產(chǎn)工藝。對(duì)于某些設(shè)備,還要進(jìn)行技改或改善。對(duì)于熱處理和涂鍍工序,國(guó)內(nèi)各鋼廠在高強(qiáng)鋼,特別是超高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)工藝設(shè)備能力方面還有較大的差距,其中最突出的問(wèn)題是連續(xù)熱處理機(jī)組的冷卻速率太低,熱鍍鋅機(jī)組缺乏改進(jìn)高強(qiáng)鋼可鍍性的手段。圍繞連退和熱鍍鋅的核心技術(shù)-快冷技術(shù)(問(wèn)題),必須開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的快冷關(guān)鍵技術(shù),為更經(jīng)濟(jì)、更合理地開(kāi)發(fā)先進(jìn)高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼創(chuàng)造條件。針對(duì)高強(qiáng)鋼,特別是超高強(qiáng)鋼合金元素含量高,焊接性能差的問(wèn)題,酸軋及連續(xù)熱處理機(jī)組都宜配備激光焊機(jī)。針對(duì)超高強(qiáng)鋼可鍍性差的問(wèn)題,熱處理線宜采用直火加熱和高氫快冷技術(shù)。針對(duì)超高強(qiáng)鋼板形差、平整延伸率難以提高的問(wèn)題,宜采用板形控制能力強(qiáng)、工作輥輥徑較小的六輥平整機(jī)。
4.3?加快先進(jìn)高強(qiáng)鋼新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)
?以相變強(qiáng)化機(jī)理為主的各種強(qiáng)度等級(jí)的雙相鋼、相變誘導(dǎo)塑性鋼、馬氏體鋼和復(fù)相鋼等先進(jìn)高強(qiáng)鋼將在未來(lái)的新車型中大量使用,為此,需加快這些新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的速度。高強(qiáng)鋼成品性能與生產(chǎn)工藝參數(shù),特別是熱處理工藝技術(shù)參數(shù)的關(guān)系密切,因此,新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一定要結(jié)合工藝流程和生產(chǎn)線進(jìn)行。在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中,除進(jìn)行大量必要的模擬試驗(yàn)外,還要摸索出各工序關(guān)鍵性的工藝技術(shù)參數(shù)范圍,最好還有一條功能強(qiáng)大的中試機(jī)組,以便通過(guò)中試機(jī)組驗(yàn)證規(guī)定的生產(chǎn)工藝參數(shù)范圍是否合理,新產(chǎn)品材質(zhì)性能及其它質(zhì)量能否滿足用戶要求。只有通過(guò)驗(yàn)證,才能在大生產(chǎn)機(jī)組上進(jìn)行批量試生產(chǎn)及優(yōu)化改進(jìn)。由此可見(jiàn),中試機(jī)組在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中起著極其重要的橋梁作用。目前,國(guó)內(nèi)非常缺乏這種中試機(jī)組,特別是連續(xù)熱處理中試機(jī)組尤為突出。然而,這種機(jī)組的投資龐大,國(guó)家及省市相關(guān)部門(mén)應(yīng)大力支持并鼓勵(lì)鋼鐵企業(yè)在這方面的投入,以提升鋼鐵企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。
4.4?高強(qiáng)鋼產(chǎn)線的優(yōu)化
?在大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,產(chǎn)線都是比較多的,每條產(chǎn)線都有其自身特點(diǎn),適合生產(chǎn)相應(yīng)的產(chǎn)品。為了最大限度地發(fā)揮各條產(chǎn)線優(yōu)勢(shì),就必須對(duì)各產(chǎn)線進(jìn)行分工。高強(qiáng)鋼,特別是超高強(qiáng)鋼主要用于制造汽車安全件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件,對(duì)材質(zhì)性能要求很高,但對(duì)表面質(zhì)量要求不高。機(jī)組生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼之后,對(duì)輥面質(zhì)量和爐況均有不良影響。因此,較理想的產(chǎn)線分工是生產(chǎn)汽車外板的機(jī)組與生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼的機(jī)組分開(kāi),高強(qiáng)鋼與超高強(qiáng)鋼在專用線上集中生產(chǎn)便于接續(xù)過(guò)渡。在生產(chǎn)高強(qiáng)鋼的機(jī)組中,由于不同鋼種對(duì)機(jī)組各段的溫度、時(shí)間和冷卻速率的要求不同,在設(shè)計(jì)新的機(jī)組時(shí),應(yīng)根據(jù)其主要目標(biāo)產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于已有的機(jī)組,則可根據(jù)其能力進(jìn)行分工。一般而言,TRIP鋼對(duì)冷卻速率要求不高,但卻要求有較高的過(guò)時(shí)效溫度和較長(zhǎng)的時(shí)效時(shí)間,DP鋼和M鋼則要求較高的冷卻速度和較低的冷卻終點(diǎn)溫度,但要求過(guò)時(shí)效的溫度低,過(guò)時(shí)效時(shí)間短。因此,必須盡可能把上述2類鋼分開(kāi)生產(chǎn),以免機(jī)組設(shè)計(jì)不合理以及實(shí)際生產(chǎn)時(shí)工藝過(guò)渡時(shí)間長(zhǎng)。
4.5?加強(qiáng)高強(qiáng)鋼汽車板的用戶使用技術(shù)研究
?用戶在高強(qiáng)鋼汽車板使用過(guò)程中必然會(huì)碰到許多與材料相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。對(duì)于這些問(wèn)題,用戶總寄希望鋼廠幫助解決。因此,鋼廠除研究高強(qiáng)鋼本身的基本材料特性之外,還要研究高強(qiáng)鋼的成形問(wèn)題、各類激光拼焊及拼焊板的成形問(wèn)題、高強(qiáng)鋼零件之間的點(diǎn)焊問(wèn)題、高強(qiáng)鋼零件的磷化和后續(xù)涂裝問(wèn)題。鋼廠只有把高強(qiáng)鋼的相關(guān)問(wèn)題研究透了,才能更好地滿足汽車用戶的需要。
5?結(jié)語(yǔ)
?中國(guó)汽車工業(yè)正處于高速發(fā)展時(shí)期,還有較大的發(fā)展空間。高強(qiáng)鋼汽車板將是今后汽車板發(fā)展的主流,大量使用高強(qiáng)鋼是解決汽車減重、節(jié)能、安全、環(huán)保的重要途徑。鋼廠在研究開(kāi)發(fā)及推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼汽車板方面還有很多問(wèn)題要解決,而自主創(chuàng)新、產(chǎn)銷研一體化、與用戶互動(dòng)研發(fā)是解決這些問(wèn)題的根本出路。
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