980MPa级先进高强钢的发展

选用轻量化汽车材料时应综合考虑材料的性能、质量和成本。目前,先进高强钢被广泛用于汽车工业。先进高强钢有双相钢、相变诱导塑性钢、马氏体钢、复相钢、淬火-配分钢、DH钢等。综述了980 MPa及以上高强钢的分类和主要钢种,汽车用高强钢的化学成分、显微组织、力学性能和使用性能,并结合实际零件的制造过程对这些高强钢的焊接和成形性能作了较深入的探讨,简述了其发展现状和研究进展。

不同性能水平下600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究

基于性能抗震设计思想的600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究,对于推广高强钢筋混凝土柱的应用至关重要。通过17根HTRB630高强钢筋混凝土柱试件和3根HRB400钢筋混凝土柱试件的拟静力试验研究了其抗震性能。与HRB400钢筋混凝土柱相比,HTRB630高强钢筋混凝土柱的滞回曲线的形状没有发生明显改变,试件具有较好的承载能力和延性。将基于Kunnath损伤模型计算的损伤指数与试验中测量的损伤指数范围进行了比较,结果表明,Kunnath损伤模型可以准确计算HTRB630高强钢筋混凝土柱的损伤指标。根据HTRB630高强钢筋混凝土柱的破坏特点,以屈服点、峰值点和极限点作为高强钢筋混凝土柱的性能水平控制点。基于性能抗震设计的思想,将600 MPa级高强钢筋混凝土柱的性能水平划分为5个性能水平,即正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和接近倒塌性能水平。结合参考文献中600 MPa级高强钢筋混凝土柱的试验数据,对65个600 MPa级高强钢筋混凝土柱各特征点的位移角进行了相对频率统计分析,得到了600 MPa级高强钢筋混凝土柱在暂时使用、修复后使用和接近倒塌3个性能水平下具有超过90%安全保证率的位移角限值分别为1/150、1/80和1/60。

440 MPa级高强钢焊条熔敷金属组织与低温冲击韧性研究

为满足440 MPa级高强钢对焊接材料的需求,研制了三种焊条,并进行了熔敷金属焊接试验,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段研究了熔敷金属组织与低温冲击韧性.结果表明,随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,熔敷金属的-40℃平均冲击吸收功从35.7 J逐渐增至96.3 J,低温冲击韧性逐渐提高;随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,虽然熔敷金属中M23C6型碳化物含量逐渐增大,但是熔敷金属的CCT曲线逐渐右移,相变温度逐渐降低,使得针状铁素体含量逐渐增加,铁素体板条尺寸逐渐减小和板条间交织状分布趋势逐渐增强,M-A组元含量及尺寸逐渐减小,是低温冲击韧性逐渐提高的主要原因;含Cu熔敷金属中夹杂物外层会形成CuS,针状铁素体形核更容易,有利于低温冲击韧性提高.

焊接热输入对690 MPa级HSLA钢焊缝金属组织与力学性能的影响

采用自研直径4.0 mm的焊条对厚度为27 mm的690 MPa级HSLA钢进行不预热焊接,研究了焊接热输入对焊缝金属组织和性能的影响及强韧化机理.结果表明,焊接热输入由13 kJ/cm提高至19 kJ/cm对焊缝金属组织结构及其强韧性产生了显著影响,对接接头抗拉强度、硬度呈现降低趋势,焊缝金属−50℃冲击吸收能量呈现先升高后降低趋势.16 kJ/cm热输入条件下获得了良好的强韧性,对接接头抗拉强度为828 MPa,焊缝中心−50℃冲击吸收能量为71~90 J,均值为80 J.13 kJ/cm及19 kJ/cm热输入条件下焊缝金属强韧性较低,前者与焊缝金属中板条贝氏体及侧板条铁素体形成有关,后者与其中粗大的M-A组元形成相关.热输入16 kJ/cm条件下,充分形成了塑性良好的针状铁素体组织,针状铁素体和贝氏体呈交织分布,同时,细小弥散分布的M-A组元并未对其韧性产生显著的负面作用,焊缝金属获得了良好的强韧性配合.

考虑箍筋约束的630MPa高强钢筋抗压强度发挥水平研究

在高强钢筋混凝土大偏心受压构件设计计算中纵筋抗压强度发挥水平会影响其抗压强度取值,而现行《混凝土结构设计规范》尚未对此做出明确规定。基于现行规范对630 MPa级高强钢筋混凝土大偏心受压柱的受压纵筋强度发挥水平进行了理论分析;同时设计制作了8个630 MPa级高强钢筋混凝土大偏心受压柱试件,开展单调等偏心距加载试验测得混凝土构件表面应变和高强纵筋应变,研究高强钢筋混凝土大偏心受压构件中受压纵筋实际强度发挥水平;对比分析理论计算结果与试验研究结果的差异及其产生原因,最终提出了采用箍筋约束混凝土本构模型分析高强钢筋混凝土大偏心受压柱受压纵筋强度发挥水平的新思路。研究结果表明:高强受压纵筋在试验中均发生屈服,抗压强度能够充分发挥;构件受压区应变分布仍符合平截面假定,现行规范公式的形式仍满足要求,但混凝土极限压应变的规范取值偏小导致理论计算得到的高强受压纵筋抗压强度发挥水平低;引入箍筋约束混凝土本构模型可较好地反映混凝土大偏心受压构件中高强受压纵筋抗压强度实际发挥水平,基于MANDER模型的高强受压纵筋应变计算值与试验实测值比值的平均值为1.044,标准差为0.148,变异系数为0.142,精度最高、预测结果最优。研究将为高强钢筋纳入现行规范理论分析体系,加快高强钢筋大规模推广应用提供参考和依据。

Cr含量对1000 MPa级高强钢熔敷金属组织演变的作用机制

设计开发了5种不同Cr含量的1000 MPa级高强钢埋弧焊材,采用丝极埋弧焊制备了Cr含量为0%~0.9%的熔敷金属,利用OM、SEM、TEM和CLSM等微观组织表征方法研究Cr含量对1000 MPa级高强钢熔敷金属组织演变的影响,并通过拉伸和冲击试验评估其力学性能.结果表明,1000 MPa级高强钢熔敷金属随着Cr含量提高,铁素体转变起始温度由723.3℃提高到740.2℃,贝氏体转变起始温度由470.2℃降低到458.5℃,铁素体转变温度区间扩大,高Cr熔敷金属中贝氏体转变速率较快,熔敷金属中针状铁素体和贝氏体铁素体增加,M-A组元由弥散分布逐渐呈链条状偏聚,先共析铁素体与残余奥氏体减少.熔敷金属冲击断裂形式由低Cr的韧性断裂向高Cr的准解理断裂转变,熔敷金属拉伸强度不断提高,相比于无Cr的熔敷金属,0.9%Cr的熔敷金属抗拉强度和屈服强度分别提高12.4%和17.0%,熔敷金属冲击吸收能量先提高后降低,在−40℃条件下,0.6%Cr的熔敷金属的低温韧性最高为84 J,熔敷金属Cr含量为0.6%时强韧性匹配效果最佳.

热处理温度对1000 MPa级高强钢熔敷金属组织和性能的作用机制

采用丝级埋弧焊方法制备1000 MPa级高强钢熔敷金属,利用SEM、EBSD、XRD和TEM等微观分析方法研究了焊后热处理温度(500~620℃)对1000 MPa级高强钢熔敷金属组织演变的影响,并通过拉伸和冲击试验评估其力学性能.结果表明,随着热处理温度升高,1000 MPa级高强钢熔敷金属抗拉强度和屈服强度对比焊态(as welded,AW)先升高后降低,熔敷金属热处理后比AW韧性降低.1000 MPa级高强钢熔敷金属在540℃热处理时获得较好强韧匹配效果,抗拉强度1030MPa,屈服强度970 MPa,-40℃冲击韧性58 J.1000 MPa级高强钢熔敷金属在500~620℃热处理过程中M/A组元中的A逐渐分解为碳化物和铁素体,M在620℃热处理时生成逆转变奥氏体并保留至室温.碳化物对于位错具有钉扎作用,但随热处理温度升高碳化物对位错的钉扎作用减弱,位错通过滑移和攀移不断减少.熔敷金属析出的碳化物对位错的钉扎作用强于位错滑移的软化作用时,熔敷金属强度提高,碳化物对位错的钉扎作用弱于位错滑移的软化作用时基体组织软化,熔敷金属强度降低.析出的碳化物导致位错塞积,产生的应力集中区域成为裂纹源,使热处理态熔敷金属韧性低于AW.

2100 MPa级高强度悬架弹簧钢的质量要点

汽车工业是弹簧钢的最大用户,而我国有全球最大的汽车市场。随着国家节能减排、“碳达峰、碳中和”目标的提出,传统燃油车的轻量化是大势所趋,而新能源汽车必将迎来进一步的蓬勃发展。新能源汽车底盘需要具备更大的承载力,而底盘系统轻量化是传统燃油车轻量化的重要组成部分,这两方面均要求悬架弹簧需具备更高强度、更大的承载力。为了满足新能源汽车和汽车轻量化的发展要求,兴澄特钢开发了2100 MPa级高强度弹簧钢。结合实际案例研究,介绍了2100 MPa级高强度悬架弹簧钢的开发过程中非金属夹杂物、脱碳、偏析等关键质量指标对高强度钢的影响,并提出相应的控制措施。

一种抗拉强度1000 MPa级高强钢焊丝制备工艺

【目的】为解决目前国内抗拉强度1000 MPa级别焊丝在制备过程中盘条退火不均匀、拉拔过程中焊丝易脆断、生产成本较高等问题。【方法】提出了使用辊模拉拔+模具拉拔的混合拉拔工艺制备抗拉强度1000 MPa级高强钢焊丝。将混合拉拔工艺制备焊丝与传统模具拉拔制备焊丝进行对比试验,研究焊丝拉拔工艺对盘条抗拉强度、屈服强度的影响;分析退火工艺对盘条O,N含量、盘条组织的影响;通过对比焊丝电解前后焊丝表面质量,研究退火工艺、超声波电解清洗对焊丝表面质量的影响;通过对比焊接飞溅率、熔深、熔宽等参数,研究焊丝镀铜前后焊接工艺性。【结果】试验结果表明,通过合理控制道次减面率和拉拔前进速度,更易实现在较大减面率下的焊丝稳定制备过程,盘条经过1050℃连续退火可以有效消除盘条残余应力,极大地降低了拉拔断丝概率。盘条微观组织以马氏体为主并带有少量贝氏体、渗碳体,组织结构均匀的盘条更易制备性能稳定的焊丝。焊丝经超声波电解清洗、吹干涂油最终获得混合拉拔+无镀铜涂油的制备工艺。【结论】通过辊模拉拔+模具拉拔的混合拉拔工艺制备了抗拉强度1000 MPa级高强钢焊丝,且O,N含量≤0.005%,组织均匀稳定,有效保证盘条抗拉强度、屈服强度、表面质量均匀稳定,焊接工艺性优良。

460 MPa级高强韧海工钢板的焊接工艺研究

对460 MPa级高强韧海工钢板进行埋弧焊、垂直气电立焊试验。结果表明,460 MPa级高强韧海工钢在热输入为50、80和200 kJ/cm的条件下焊接,焊接接头的拉伸性能和冲击性能良好,满足船级社要求,说明该钢焊接性良好,适合大热输入焊接。

1700 MPa级超高强钢和Q550D高强钢异种接头组织性能研究

通过采用MAG熔焊方法并选择合适的高强钢焊丝,进行1700 MPa级超高强钢和Q550D高强钢板的异种焊接,得出了最佳焊接工艺参数,并对焊接机头进行了组织及力学性能试验。结果表明,异种焊缝组织主要由羽毛状的下贝氏体组成,在焊态焊缝组织中没有发现马氏体组织;而在1700 MPa级超高强钢的熔合线附近一侧,发现大量沿熔合线垂直生长的板条马氏体组织;力学性能测试表明,焊接接头性能满足生产使用要求,为超高强钢的应用提供了试验依据。

490MPa汽车外板用高强钢的组织性能分析

采用OM和拉伸试验机等仪器分析了490 MPa级汽车外板用高强钢组织与性能,并利用仿真模拟技术对试验钢的应用性能进行了研究。结果表明,模拟退火处理后试验钢的显微组织主要为铁素体与岛状马氏体的混合组织,还有少量碳化物在晶界处分布;应力-应变曲线未出现明显的屈服平台,屈服强度与抗拉强度分别达到300 MPa和550 MPa以上,在2%预应变下BH(bake hardening)值在60 MPa以上。结合试验钢材料特性,以某车型后车门外板为研究对象,通过仿真技术研究了490 MPa级高强钢抗凹性能及应用到车门外板的抗凹性,结果显示零件高强减薄后抗凹刚度下降,但抗凹性得到一定提升,满足外板抗凹性能的要求。490 MPa高强钢的组织和力学性能满足汽车外板应用需求,连续硬化的应力-应变曲线可以避免产生拉伸应变痕,证明490 MPa高强钢具备应用于汽车外板的可行性。

800 MPa级高强钢埋弧焊用烧结焊剂的研制及性能

研制了一种800 MPa级高强钢埋弧焊用烧结焊剂,使用该焊剂配合焊丝对Q690E高强钢板进行埋弧焊,研究了该焊剂的焊接性能以及接头的显微组织和力学性能。结果表明:该焊剂配合专用焊丝施焊后,焊缝脱渣性良好,无黏渣和压坑,且与母材过渡平滑,焊缝显微组织为粒状贝氏体,其有害元素和H_2O含量均满足标准要求;接头力学性能优异,抗拉强度为760~900 MPa,屈服强度不小于690 MPa,伸长率不小于15%,-40℃冲击功不小于47 J,熔敷金属扩散氢含量实测值均小于4.0 mL/100 g,均满足标准要求。

稀土元素对800MPa高强钢焊条性能的影响

基于Ni．Cr—Mo．V合金体系，研究了稀土元素对800MPa高强钢焊条焊缝成形能力，以及焊缝组织和性能的影响。试验结果表明，稀土元素含量在0～3％范围内变化时，随着稀土元素含量的增加，焊缝清渣能力呈现先增加后降低的趋势，当稀土元素含量为2％时，焊缝清渣容易、成形美观、表面光洁。稀土元素的加入可以细化组织晶粒，显著提高焊缝韧性，但对强度影响不大；当稀土元素含量超过2％时冲击韧性明显降低。综合考虑上述因素，该高强钢焊条中稀土元素最佳添加量为2％左右。

国产800 MPa级高强钢压力钢管焊接工艺研究

洪屏抽水蓄能电站压力钢管采用国内钢厂生产的WSD690E高强钢板,这种钢材的合金化体系比较复杂,且本工程压力钢管壁厚较大,有许多焊接方面的技术问题亟待解决。编制了详细的焊接工艺,并通过试验验证了焊接工艺的适宜性。介绍了800 MPa级高强钢压力钢管焊接工艺控制,分析了焊接横向裂纹的产生机理,并提出了解决方案和处理措施。

800MPa高强钢的焊接性试验研究

采用热影响区最高硬度试验、斜Ｙ型坡口裂纹试验及焊接线能量的测试等手段研究了板厚分别为２０ｍｍ及４２ｍｍ的８００ＭＰａ高强钢的焊接性。结果表明：只要采用合适的预热温度及焊接线能量就可得到高质量的焊接接头。建议工程上采用的焊接线能量为：板厚２０ｍｍ，Ｅ＜３０ｋＪ／ｃｍ；板厚４２ｍｍ。

首钢750—800MPa级高强汽车大梁用热轧带钢的研究与开发

介绍了首钢750—800MPa级高强汽车大梁用热轧带钢的化学成分和生产工艺。采用金相组织观察和力学性能测试等方法，分析了带钢的通卷力学性能及其均匀性，并评估了缓冷工艺和空冷工艺对带钢通卷力学性能的影响。结果表明，首钢750～800MPa级高强汽车大梁用热轧带钢的通卷力学性能均匀、稳定，可满足800MPa级汽车用大梁钢的使用要求。

800 MPa级超级细晶粒钢点焊接头组织与性能

以驰豫-析出-控制相变工艺生产的800 MPa超细组织钢为研究对象,采用合理规范进行点焊。观察点焊接头的宏观形貌和显微组织,分析显微组织在焊接热循环作用下的转变规律;测量点焊接头的硬度分布曲线。结果表明,点焊接头焊接质量良好,没有焊接缺陷,能够满足实际生产需要;由于焊接热循环作用,点焊接头晶粒长大不可避免,焊接接头中包含了低碳马氏体、贝氏体、铁素体等组织;点焊接头的硬度高于母材组织,基本不存在软化现象。

连续冷却和回火过程中800MPa钢组织及力学性能的研究

利用光学电镜、SEM和Formaster-FⅡ相变仪,研究800 MPa高强钢在连续冷却过程中的组织和性能变化。结果表明,由于钢中含有较高的Mn和Cr,因此能够在较低的冷却速度下发生马氏体转变,当冷却速度超过80.0℃/s时,钢中主要组织为马氏体;经过退火处理后,试验钢的抗拉强度达到800 MPa以上,且随退火温度的升高试验钢抗拉强度增大,伸长率先增大后减小;当退火温度为780℃时,试验钢伸长率、屈服强度、抗拉强度均达到最好。

安钢800MPa包晶高强钢控碳工艺研究

本文介绍了安钢800MPa包晶高强钢精准控碳工艺的要点,采用转炉-LF-VD-连铸的生产工艺,基于安钢第二炼轧厂现有的装备、物料进行工艺改进,通过统计生产过程中的数据,找出各工序的操作要点,明确各工序、物料对钢水的增碳量,从而确定转炉、LF炉、VD炉碳的控制目标,提高过程冶炼成分控制精度,特别是在VD工艺,实现了VD工序的最终精准控制钢水中碳含量的工艺,进而实现800MPa包晶高强钢生产的稳定与顺行。