700 MPa级热轧高扩孔钢组织性能研究

以一种低碳+铌钛微合金试验钢为对象,通过研究轧制过程中不同冷却速度对高扩孔钢组织和性能的影响,开发出了700 MPa级热轧高扩孔钢,并研究和分析了扩孔试验后产生的裂纹情况。结果表明:当终轧温度870℃,卷取温度500℃,冷却速度30℃/s时,金相组织为铁素体和贝氏体,其中当铁素体体积分数约占60%时,抗拉强度达到719 MPa,扩孔率为81%,综合性能最好,满足用户使用要求。扩孔试验表明,当试验钢以微孔聚集制度形成裂纹及扩展时,缩小两相之间硬度差是降低裂纹扩展的有效手段。

580MPa级热轧高扩孔钢的组织与性能

采用Nb、V、Ti微合金化,通过TMCP工艺试验,研究了Nb、V、Ti微合金对低碳钢显微组织、力学及成形性能的影响,并分析了影响扩孔性能的因素。研究结果表明,适当加入微合金Nb、Ti,能够大幅度提高试验钢的强度,同时延伸率、硬化指数、扩孔性能良好;热轧高扩钢中的贝氏体能够起到阻挡裂纹扩展的作用,导致裂纹扩展转向,铁素体-贝氏体组织有利于钢板扩孔性能的提高。

冷却工艺对热轧高扩孔钢组织和性能的影响

研究了不同的冷却工艺(直接冷却及分段式冷却方式)对热轧高扩孔钢组织及性能的影响。结果表明:采用直接冷却工艺的实验钢得到的组织为准多边形铁素体及粒状贝氏体;采用分段式冷却工艺的实验钢得到的组织为等轴多边形铁素体及粒状贝氏体,其空冷开冷温度、时间对钢的组织、性能影响较大,而采用分段式冷却工艺能够获得强度、塑性、成形性能更优良的热轧高扩孔钢。

冷却工艺对热轧高扩孔钢组织和性能的影响

研究了直接水冷和三段式冷却工艺对热轧高扩孔钢组织和性能的影响。结果表明，试验钢中的组织在直接水冷工艺下为准多边形铁素体和粒状贝氏体，在三段式冷却工艺下为等轴多边形铁素体和粒状贝氏体。三段式冷却工艺下空冷开冷温度和冷却时间对试验钢的组织和性能影响较大，采用三段式冷却工艺能够获得强度和成形性能优良的热轧高扩孔钢。

GB／T20887．2—2010汽车用高强度热连轧高扩孔钢国家标准制订情况介绍

介绍了汽车用热轧高强度高扩孔钢GB／T20887．2—2010N家标准制定的原则及其主要技术内容。

580MPa级热轧高扩孔钢的组织与性能

摘要采用铌、钒、钛微合金化，通过控制TMCP工艺参数，研究了微合金元素铌、钒和钛对低碳钢显微组织、力学性能及成形性能的影响，探讨了铁素体＋贝氏体热轧高扩孔钢影响扩孔率的因素。研究结果表明，合理选择微合金元素铌和钛的添加比例，能够大幅度提高试验钢的强度，同时断后伸长率、加工硬化指数、扩孔性能良好；热轧高扩钢中的贝氏体能够起到阻挡裂纹扩展的作用，导致裂纹扩展转向，铁素体＋贝氏体组织有利于钢板扩孔性能提高。

Si对580 MPa级热轧高扩孔钢组织性能及表面质量的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验机等手段,研究了Si元素对580 MPa级高扩孔钢(580HE)组织、性能及表面质量的影响。结果表明:580HE钢的基体组织为铁素体和粒状贝氏体,较高含量的Si细化了铁素体晶粒尺寸,降低了贝氏体含量,提高了钢的屈强强度和抗拉强度,这与Si元素的固溶强化、细晶强化等作用相关。由于Si强化了铁素体基体,增加了铁素体基体的硬度,缩小了铁素体与贝氏体两相之间的硬度差,从而提高了产品的扩孔率。同时,随着Si含量的增加,氧化铁皮厚度增加,且与基体界面不规则、呈凹凸不平状,导致热轧带钢表面红锈的数量增多。

汽车摆臂用高级别扩孔钢的开发

介绍了河钢邯钢汽车摆臂用高级别扩孔钢HR600/780HE的成分体系、冶炼连铸工艺、热轧及酸洗工艺控制要点,并进行了显微组织及力学性能、扩孔性能、冷弯性能检测。结果表明,HR600/780HE显微组织主要为铁素体和贝氏体,晶粒大小及分布较均匀;组织中可见细小弥散的碳化物析出及部分TiN颗粒;拉伸性能及扩孔性能指标均满足国标要求,且具有良好的冷弯性能。此扩孔钢已成功应用于汽车摆臂生产。

冷却工艺对热轧高扩孔钢组织与性能的影响

对于当前的分段式冷却模式,在热轧高扩孔钢生产中的应用会对钢材的组织结构和性能等产生一定的影响,本文通过对空冷时间和卷取温度等进行分析,确定不同条件下的冷却工艺对热轧高扩孔钢材的组织和功能影响进行分析,确定最佳的钢材冷却生产工艺。

高扩孔钢HR600/780HE冲压开裂分析及工艺改进

采用火花发射光谱仪,光学金相显微镜、力学性能拉伸试验等手段,分别从剪切刃质量等外部因素和材料化学成分、力学性能、显微组织等内部因素两方面对HR600/780HE冲压开裂原因进行分析研究。结果表明:开裂与落料剪切后料片边部质量无关,卷板中心存在严重的带状组织是造成冲压开裂的主要原因,而带状组织是由于铸坯中心偏析经加热轧制后遗传到热轧卷所形成。经采取改进措施后,料片冲压后边部质量良好,开裂率大幅降低,开裂率从80%降低到3%。

卷取温度对800MPa级高扩孔钢组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机、冲孔扩孔试验机对不同卷取温度下800 MPa级热轧酸洗扩孔钢的组织、力学性能、扩孔性能进行分析。结果表明:卷取温度为450~600℃时,组织主要由铁素体+贝氏体组成,且随温度的升高,铁素体晶粒增大,贝氏体体积分数减少,材料的屈服强度和抗拉强度提升,伸长率变化不大,扩孔率明显减小。综合考虑,卷取温度为450~500℃时,抗拉强度在780 MPa以上,扩孔率达50%以上。

高强度热轧高扩孔钢的研制与开发

以一种低碳微合金钢为研究对象,采用热模拟试验对其连续冷却转变规律进行了研究,并通过实验室热轧进行了高强度热轧高扩孔钢的研制与开发。结果表明,冷速在2~10℃/s时,试验钢组织由铁素体和贝氏体构成,随冷却速率增加,铁素体含量降低。实验室热轧卷取后冷却至室温,所得钢板铁素体含量约为76%,铁素体晶粒尺寸约为5.8μm,抗拉强度大于670 MPa,扩孔率大于90.5%,伸长率大于21.0%。

冷却工艺对热轧高扩孔钢组织与性能的影响

采用分段式冷却模式,研究不同的空冷时间、卷取温度、冷却速度对高扩孔钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着空冷时间的延长,试验钢铁素体体积分数逐渐增加,钢的强度逐渐下降,伸长率及扩孔率逐渐提高;冷速在150℃/s时,马氏体组织转变导致钢板扩孔性能明显下降;当卷取温度为450℃、中间空冷时间为6~9 s、冷却速度为50℃/s时,可获得扩孔性能优良的600 MPa级高扩孔钢。

卷取温度对热轧高扩孔540HE钢组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验机研究了卷取温度对工业生产的高扩孔540HE钢微观组织、力学性能及扩孔率的影响。结果表明:卷取温度变化可显著改变试验钢的铁素体晶粒尺寸、(Ti,Nb) C析出相形态和贝氏体含量,从而影响其力学性能及扩孔率。随着热轧卷取温度的降低,试验钢的屈服强度及抗拉强度升高,断后伸长率降低,扩孔率略有增加。低温卷取时铁素体晶粒尺寸较小,贝氏体含量增加,贝氏体细小且分布均匀;(Ti,Nb) C析出相细小弥散分布,可显著强化铁素体基体从而减小其与贝氏体硬度差异,有利于扩孔率的提升。

轧后中冷温度对780 MPa级高扩孔钢组织与性能的影响

对轧制后分阶段冷却中冷温度对780 MPa级高扩孔钢组织及其对性能的影响进行了研究。结果表明:中冷温度为560℃时,试验钢组织为单一粒状贝氏体;中冷温度为660℃时,试验钢组织为多边形铁素体和粒状贝氏体,有利于改善钢的韧性,可获得优异的综合力学性能:屈服强度705 MPa,抗拉强度808 MPa,伸长率为16.8%,扩孔率为93.3%。

高扩孔钢的连续冷却转变

将DIL805L淬火相变膨胀仪与金相分析手段相结合,绘制了一种高扩孔钢的连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5~1℃/s时,室温组织是铁素体+珠光体;冷速超过2℃/s,开始出现贝氏体;冷速超过25℃/s时,铁素体消失;冷速大于40℃/s时,马氏体出现。另外,Si、Mn的配合有助于粒状贝氏体组织的形成,微合金元素Ti与N结合可细化晶粒,间接提高成形性能。

热基镀锌高扩孔钢的组织性能研究及其工业试制

热基镀锌是提高高扩孔钢耐腐蚀性能的重要手段之一。利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了退火温度对铁素体贝氏体型高扩孔钢组织性能的影响,并进行了450 MPa级热基镀锌高扩孔钢的工业试制。结果表明:随退火温度由710℃升高至790℃,钢中渗碳体颗粒逐渐溶解,贝氏体体积分数先升高后降低,铁素体晶粒尺寸先增大后趋于稳定,屈服强度和抗拉强度先升高后降低,断后伸长率先降低后升高。不同退火温度下,试验钢的扩孔率均达到85%以上。工业试制产品具有良好的组织和性能均匀性,其横向屈服强度为396 MPa、抗拉强度为477 MPa、断后伸长率为27.5%、烘烤硬化值为42 MPa、扩孔率大于80%,各项性能均达到标准要求。

TMCP技术在高强钢生产中的应用

热轧板带生产时采用的TMCP技术,在节约合金元素和提高带钢性能方面发挥了重要作用。针对河钢唐钢1580线层冷系统的现状问题,对现有层冷设备、控制系统和模型进行了升级改造。通过更换TurboCooling加密型层冷装置、增加测温计、更新层冷模型及控制服务器等措施,1580线层冷系统卷取温度的控制精度由原来的±20℃提高到±15℃。利用此层冷控制模型成功开发了HR440/590HE铁贝双相高扩钢,具有良好的应用市场。

基于星点设计和响应面法的支架焊合件成形工艺优化

通过对焊合件的材料、结构及工艺进行分析,确定关键影响工序。对原冲压工艺方案进行多工序仿真模拟,并分析仿真结果,找寻产生开裂缺陷的原因。通过增加焊合件预成形设计和改变坯料的形状来改善工序间的载荷传递,建立以焊合件的最大减薄率和最大回弹量为优化目标,以冲压速度、摩擦因数、压边力和模具间隙为设计变量的响应面模型,结合二阶响应面法与DesignExpert,采用星点设计试验方法对支架焊合件的工艺参数进行优化,确定最佳参数组合为:冲压速度1263mm·s^(-1)、摩擦因数0.15、压边力598k N、模具间隙4.55mm。试产结果表明:通过预成形方案与优化工艺参数可以解决支架焊合件开裂及回弹问题。

基于GISSMO断裂失效模型的高强钢落锤压溃仿真分析

选取不同性能的DP980钢开展落锤压溃测试过程失效分析。基于GISSMO断裂失效模型,设计了5种不同的断裂失效试样,获取了断裂时刻的等效塑性应变,并搭建了仿真分析模型,提取了各试样断裂时的应力三轴度,拟合获得了断裂失效曲线和塑性失稳曲线。采用仿真和试验相结合的方法,对材料的承载和吸能、不同位置单元的失效过程及相同位置单元的损伤进行了对比分析。研究结果表明:高扩孔性能DP980钢的扩孔率达到了77.6%,明显高于普通DP980钢,其局部延展性也大于普通DP980钢;高扩孔性能DP980钢单位压溃位移吸收能量比普通DP980钢提升了21.74%,表现出更好的吸能特性。