汽车大梁钢控氮工艺的优化

氮元素是钢中典型的有害元素,在结晶过程中,钢中氮的溶解度急剧降低,析出氮化铁(FeN、Fe 4N)位于晶界上阻止位错移动,虽可提高钢的强度和硬度,但会严重降低钢材塑性,易在后期加工过程出现开裂现象,同时氮含量易与钢中钛发生反应,降低有效钛,降低钢材性能。本文介绍了工业生产全流程氮含量变化,分析了钢中氮含量升高的主要因素并制定整改措施。通过明确转炉铁水、石灰、合金等原辅料的入炉标准,优化转炉吹炼枪位和炉后脱氧工艺,同时提高精炼埋弧效果,稳定控制大梁钢成品氮含量≤45 ppm,合格率达到95%。

优化汽车大梁钢板形控制 提升产品质量

钢铁产业作为现代工业的支柱之一,随着技术的不断进步和市场的不断发展,钢铁产品不再是仅仅满足基本功能的产物,更加注重满足特定行业和客户的细分需求。汽车、航空航天和容器制造等领域对钢材的要求更为严苛,提出了更高的技术、质量和性能要求。从技术角度,深入钢铁企业下游单位,了解客户需求,解决产线产品的板形质量问题,如汽车大梁钢420L和700L的弓背、翘曲等重点板型问题。通过对下游大梁钢开平厂以及平整产线的走访驻点,深入了解客户的需求和关注点,着重解决客户提出的几项问题。根据客户提出的具体缺陷,回归产线,通过优化过程控制,提升产品质量。

高强度大梁钢冲压开裂原因分析

国内某汽车配件制造厂在生产重型卡车横梁时出现冲压开裂问题。通过对大梁钢的化学成分、力学性能、金相组织、断口形貌和夹杂物进行综合分析,结果表明:钢中存在数量较多的大尺寸TiN夹杂物割裂了钢的铁素体基体,破坏了基体组织的连续性和变形的一致性,容易形成裂纹源,而氧化铝夹杂物会促进裂纹扩展,最终导致钢板冲压开裂。

密集冷却工艺对大梁钢组织和性能的影响研究

利用Fotric-288型热成像仪、Leica DMIRM型光学显微镜、Z600电子拉伸试验机和TIME5310型里氏硬度计研究分析了密集冷却线改造前后M610L大梁钢温度分布、组织和性能的变化。研究结果表明2250热连轧产线冷却线由常规层流冷却改造为密集冷却后,热轧卷在卷取前操作侧和传动侧的边部温降降低了30%~40%,热轧卷两侧边部温降基本对称;热卷的晶粒得到了明显细化,细化程度在8%~16%;密集冷却改造后,热卷宽度方向的硬度和拉伸性能波动得到了降低,性能均匀性得到了明显地提高。

610L汽车大梁钢成型开裂分析

成型开裂是汽车大梁钢在应用中失效的主要形式,而车辆桥壳的成型形状相对比较复杂,在冲压过程中更容易出现开裂问题。针对国内某钢厂生产的610L汽车大梁钢在下料及加工车辆桥壳过程中产生的分层开裂问题,分别从客户的两个基地取样,且两地样品均有分层开裂现象,利用直读光谱仪、拉伸试验机、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪等检测仪器,对板料样品的化学成分、力学性能、显微组织和夹杂物进行检测和分析。结果表明,由于板料中存在严重的MnS中心偏析,且偏析带内含有大量的TiN析出物,破坏了基体组织的均匀性和连续性,进而影响其成型的塑韧性,导致在加工车辆桥壳过程中出现分层开裂问题,并阐述炼钢以及轧钢工艺中可以有效控制MnS夹杂物和TiN析出物的措施,为实际生产提供理论支撑。

Mo合金化对800 MPa级大梁钢组织和性能影响

研究了Mo元素对800 MPa级大梁钢组织和性能的影响。结果表明:Mo元素具有推迟珠光体的转变,抑制多边形铁素体和珠光体形成的作用;经热轧后,加Mo钢组织为针状铁素体+点状马氏体和奥氏体岛状物(MA岛),未加Mo钢组织为多边形铁素体+点状MA岛。

2050热轧产线汽车大梁钢氧化铁皮产生的原因及控制方法

为了提高热轧板卷的表面质量,主要针对热轧汽车大梁钢表面出现的氧化麻点、掉粉等表面缺陷问题,结合日照公司的生产实际,采取有效解决氧化麻点、掉粉等的控制措施,使热轧汽车大梁钢工序的表面质量合格率稳定控制在97%以上。

汽车大梁钢结构件P+T焊接技术应用

为解决汽车大梁钢厚板焊接质量差、效率低等问题,采用P+T(PAW+TIG)焊接技术对8 mm厚的汽车结构件用750L高强度大梁钢进行焊接工艺研究,分析了焊接接头的焊缝组织及力学性能。结果表明,P+T复合焊焊缝成形良好,焊缝组织晶粒均匀细小;接头强度和弯曲性能均满足要求,抗拉强度达到母材的97%,具有较高的强度和良好的韧性。

700 MPa级厚规格大梁钢冲击性能优化分析

12~16 mm厚规格大梁钢的冲击性能不稳定,严重制约了产品质量的提升,采用扫描电镜、光学显微镜对冲击性能不合格试样的断口形貌以及金相组织等进行观察分析。结果表明:钢中大尺寸TiN夹杂物和混晶组织是导致材料冲击性能不合格的主要原因。通过调整钢的冶炼成分,可减少大尺寸TiN夹杂物,将精轧入口温度控制在950~1000℃,卷取温度由610℃降至590℃,混晶组织减少,材料冲击性能明显提升,稳定性得到改善。

超高强度汽车大梁钢ZH750L的研制

通过添加铌、钒、钛等合金元素,选择合适的控制轧制、冷却等技术,确保了制品的强度与成形性能的高效匹配。该产品强度高,冷弯性能好,冲压性能好,可焊接。钢带具有良好的塑性、低温韧性、冷成型性、耐疲劳性以及高强度,还具有高的尺寸精度和板形,钢带的生产成本相对较低、对生产设备的要求不高,在纵切后没有明显的镰刀弯(侧弯),钢板具有良好的综合性能。

钛对铌-钛微合金化700L大梁钢组织和性能的影响

对不同钛含量的700L汽车大梁钢母材及熔化极性气体保护焊(MAG)焊接后试样的显微组织、力学性能进行对比研究。结果表明:钛含量为0.11%时,试验钢显微组织中铁素体晶粒为3~5μm,还有少量的变形带,屈服强度为678 MPa,抗拉强度为760 MPa,伸长率为17.0%;钛含量为0.07%时,显微组织中铁素体晶粒为4~8μm,还有少量的珠光体颗粒,屈服强度为658 MPa,抗拉强度为734 MPa,伸长率为24.0%;MAG焊接后,两种试验钢的强度升高10 MPa左右,但伸长率分别降低1.0、3.0个百分点,背弯180°(d=2a)性能合格;随着钛含量的增加,试验钢的热影响区显微组织得到细化,低碳马氏体含量有所增多。

汽车大梁钢510L冲压开裂原因分析

利用直读光谱、光学显微镜、扫描电镜对510L冲压开裂原因进行系统分析。结果表明,钢中P、S等杂质元素含量较低,显微组织为铁素体+珠光体组织,在钢基体中存在较大尺寸的B类夹杂物,同时心部珠光体带中存在一些尺寸为5～8μm富含Nb的块状物,且在这些富含Nb的块状物周围出现因受力发生开裂的微裂纹。因此冲压开裂的主要原因是由于夹杂物和富含Nb的块状物的存在破坏钢基体连续性所致。

低成本590MPa级汽车大梁钢板的工业试制

在攀钢1450热连轧生产线进行了利用510MPa级化学成分的钢坯轧制590MPa级汽车大梁钢的工业试验，分析了钒微合金钢通过晶粒细化和沉淀强化提高性能的工艺原理。结果表明，终轧温度控制在800～850℃，卷取温度控制在610-50℃，可以获得良好的细晶强化和沉淀强化效果，产品具有良好的综合力学性能。

TT610L大梁钢冷弯裂纹原因分析

TT610L汽车大梁钢板经冷弯加工时在折弯部位外侧出现裂纹,为查找开裂原因,对试验钢进行了力学性能、OM、SEM及EDS分析.结果表明:对沿厚度方向开裂的试样来说,其夹杂物主要为Al2O3和SiO2,对表皮开裂的试样来说,其夹杂物主要为SiO2,由于这些夹杂物的异常偏聚造成了TT610L大梁钢的冷弯开裂.通过连铸工艺的优化,稳定了拉速,有效地解决了试验钢冷弯裂纹开裂问题.

首钢高表面质量高强度汽车大梁钢的开发

根据汽车大梁钢的要求,采用低碳的成分设计和高温加热、高温轧制及低温卷取的工艺思想,控制钢板表面的氧化铁皮结构,开发出了高表面质量的高强大梁钢,关键氧化物Fe3O4含量达到75%以上。该大梁钢的性能稳定、表面质量好。

超高强汽车大梁钢700L的开发研制

介绍了鞍钢通过采用铌钛微合金化的成分设计以及合理的控轧控冷技术,开发出屈服强度700 MPa级热轧汽车大梁用钢的情况。对该钢的组织形态和析出相进行了分析,并进行了辊压成形试验。结果表明,产品的力学性能和成形性能优良,辊压成形良好,满足制造高强度汽车大梁的要求。

Ti微合金化700MPa级汽车大梁钢的研究

通过实验，采用低成本Ti微合金元素进行强化，获得了抗拉强度745～760MPa，下屈服强度640～655MPa，伸长率为23．0％～23．5％的热轧钢板。同时，通过调整热轧工艺，获得了终冷温度与热轧板强度的关系。此外，研究了轧制过程不同阶段析出相的种类、分布以及析出量的变化情况。结果表明，钢板屈服强度、抗拉强度与其终冷温度基本呈线性关系，随终冷温度的降低，屈服强度和抗拉强度均明显提高。析出相的定量分析结果表明，在粗轧结束时，Ti的析出率接近50％，在精轧结束时，Ti的析出率接近60％。在700℃等温卷取后，Ti的析出率超过95％。降低卷取温度到650、600℃时，Ti的析出率分别降低到87．5％、75．2％。如果700℃终冷后采用空冷方式冷却，Ti的析出率最低，降低到只有63．3％，与精轧结束时析出量相近。

原位统计分布技术分析汽车大梁钢坯

采用金属原位分析技术对汽车大梁钢坯横截面上各元素的成分分布、中心偏析、疏松、夹杂等进行质量分析。并采用最大偏析度以及统计偏析度等指标对各元素的偏析程度进行了定量表征。从大梁钢坯横截面整体的原位统计分布二维成分等高图可以直观的看出,在连铸坯横截面上中心部位,硫形成一条较连续的"带状"偏析,磷形成一条不连续的"带状"偏析,其它元素中心"带状"偏析不明显。结果表明,被测连铸大梁钢坯横截面内弧侧有明显的疏松现象,在内弧侧的缺陷位置(缩孔)处富集了少量铝和钙。此技术的应用有利于连铸坯的质量控制和工艺条件改进。

终轧温度和卷取温度对汽车大梁钢氧化铁皮特征的影响

通过SEM(扫描电镜)和IPP软件研究了不同终轧温度和卷取温度下汽车大梁钢的氧化铁皮厚度、微观结构。结果表明,终轧温度为800~920℃时,汽车大梁钢的氧化铁皮微观结构均为残余FeO+先共析Fe3O4,随着终轧温度的升高,氧化铁皮平均厚度增加,Fe O比例增加,先共析Fe3O4比例降低。卷取温度为530~650℃时,氧化铁皮组织中存在共析组织(Fe3O4+Fe),随着卷取温度的升高,汽车大梁钢的氧化铁皮平均厚度增加,FeO比例增加,先共析Fe3O4比例增加,共析(Fe3O4+Fe)比例降低。

600 MPa级汽车大梁钢疲劳极限确定和疲劳断裂原因分析

为确定薄板坯连铸连轧(flexible thin slab rolling,FTSR)短流程生产线生产的600 MPa级汽车大梁钢是否满足装车要求,利用升降法研究了汽车大梁钢的抗疲劳性能。研究结果表明,采用对数试验应力-对数疲劳寿命拟合的方法要优于直接采用试验应力-疲劳寿命,计算得到了不同存活率下的P-S-N曲线,由图得到疲劳极限强度为294 MPa,经过数值计算得到的疲劳极限强度为287.1 MPa。采用扫描电子显微镜对疲劳试样进行了断口分析,发现疲劳断裂为韧性断裂,夹杂物为裂纹的起源,结合试验钢的性能指标和装车试用考核结果,确认FTSR生产线开发的600 MPa级汽车大梁钢满足装车使用要求。