700L钢制挂车车架大梁开裂原因及改善措施

某企业700L钢制挂车车架大梁产品在较低服役寿命下出现开裂现象,对开裂大梁的断口形貌、化学成分、显微组织、力学性能、疲劳性能、服役性能等进行检验,并与未开裂大梁进行对比,分析大梁开裂的原因,并提出了相应的改进措施。结果表明:开裂700L钢制挂车车架大梁组织中存在一定的混晶现象,导致韧性和疲劳极限偏低,且在交变载荷的作用下,大梁板簧支架与梁下翼面加强板的位置及鞍板与梁连接处出现应力集中,微裂纹在应力集中位置萌生与扩展,最终导致车架大梁发生疲劳断裂;为降低开裂风险,应略微降低终轧温度,同时在大梁靠近鹅颈下翼面内侧增加C形加强板,减少大梁在服役条件下的应力集中现象。

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。

14 mm厚的700L汽车大梁钢热轧卷强度不合格的原因分析

为了解决14 mm厚的700L汽车大梁钢热轧卷板强度偏低的问题,采用金相显微镜和扫描电镜对其显微组织和拉伸断口进行分析,研究板坯均热温度和均热时间对强度的影响。结果表明,均热温度偏低或均热时间太长是试验钢强度不合格的主要原因。通过优化板坯加热工艺实现了铌、钛碳化物的充分固溶,充分发挥铌、钛的析出强化效果,解决了强度偏低的问题。

700L系列汽车用大梁钢质量提升

700L系列汽车用大梁钢的组织性能的稳定直接影响产品的成型性能、安全性能等。针对河钢唐钢不锈钢700L系列大梁钢机械性能波动大、冲击韧性、扩孔率偶有不合格的情况,通过合金成分优化,加热温度、终轧温度、层冷温度及冷却制度等工艺的改进,大大提高了钢的冲击韧性及扩孔率,保证其机械性能波动在80 MPa以内,产品合格率提升至100%,满足了下游用户的使用要求。

厚规格大梁钢700L剪切开裂分析

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段,对10 mm厚700L牌号大梁钢纵切时出现开裂缺陷进行检测分析。结果表明:断口附近材料强度偏高,且低温冲击韧性差,表现为低温脆性,在剪切加工时对裂纹敏感性高;进一步通过电镜扫描分析发现,断口局部存在连铸保护渣类非金属夹杂物,夹杂物的存在导致钢基体组织连续性差,造成材料局部塑性降低。非金属夹杂物处容易形成应力集中,高强大梁钢在进行纵切加工时,裂纹在非金属夹杂物处产生并扩展,造成纵切开裂。

16mm厚的700L钢热轧卷板低温冲击性能不合格的原因分析

16 mm厚的700L汽车大梁钢热轧卷板-20℃低温冲击性能不合格。采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对其进行了检测,分析了不合格的原因。结果表明:钢板1/2厚度处晶粒粗大是导致-20℃低温冲击性能不合格的主要原因。通过优化热轧工艺温度控制范围,提高中间坯厚度等措施,钢板厚度方向上晶粒更均匀,热轧卷板-20℃低温冲击性能的稳定性得到提高。

添加微量Cr元素对700MPa大梁钢氧化铁皮粉化性能的影响

700 MPa大梁钢生产中卷取温度和冷却速率对氧化铁皮结构及其粉化性能有重要影响,但如大范围调整卷取温度对700 MPa大梁钢的组织细化以及Ti元素析出均有影响,易造成产品力学性能和冲压性能的波动,而且卷取后冷却速率的控制手段较为有限。故从添加合金元素的角度,在保证700 MPa大梁钢力学性能的基础上,研究了通过添加微量Cr元素对700 MPa大梁钢(700L钢)氧化铁皮厚度及其粉化性能的改善效果。采用差热分析仪、扫描电镜和冷弯试验等手段,系统研究了添加质量分数0.2%Cr元素对700L钢的氧化特性、氧化铁皮生长规律及其粉化性能的影响。结果表明:添加质量分数0.2%的Cr元素后,在1 050℃以下,700L钢抗氧化性提高;在1 000℃时,700L钢等温氧化增重量降幅可达26%,氧化铁皮界面形成了元素富集层且厚度近6μm。工业生产试验表明:在热轧工艺相同条件下,添加质量分数0.2%的Cr元素后,700L热轧板表面氧化铁皮厚度由10~15μm降至6~8μm,氧化铁皮粉化脱落比例由40%降低至7%左右。

16mm极限厚度规格700L汽车大梁钢低温冲击韧性优化

强韧性合理匹配一直是16 mm极限厚度规格700L汽车大梁钢热轧卷板的研究难点,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等对16 mm极限厚度规格700L汽车大梁钢显微组织、夹杂物、冲击断口形貌进行检测,分析影响试验钢-20℃低温冲击韧性的主要因素。结果表明,试验钢-20℃低温冲击吸收功偏低的主要原因为钢中存在大量长度为2~8μm的(Nb,Ti)(N,C)夹杂物,板厚1/2处铁素体晶粒不均匀且存在珠光体偏析带。通过降低钢中氮质量分数、提高热轧中间坯厚度等措施,降低液析(Nb,Ti)(N,C)的质量分数,细化板厚1/2处铁素体晶粒尺寸,使极限厚度规格700L汽车大梁钢热轧卷板的低温冲击韧性得到显著改善。