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第三代汽车钢的热物性及相变特征研究

炼钢 2013年第5期29卷 65-69页

作者：陶红标王明林范倚张慧赵沛钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心北京100081

以Fe-Mn、Fe-C和Fe-Mn-C相图为基础,结合锰钢相关研究的文献调研,采用数学计算、物理测试、热态模拟试验以及连铸工业试验等方法研究了第三代汽车钢的液、固相线温度、热膨胀系数、导热系数、黏度、高温力学性能等关键热物性参数,同时... 详细信息

以Fe-Mn、Fe-C和Fe-Mn-C相图为基础,结合锰钢相关研究的文献调研,采用数学计算、物理测试、热态模拟试验以及连铸工业试验等方法研究了第三代汽车钢的液、固相线温度、热膨胀系数、导热系数、黏度、高温力学性能等关键热物性参数,同时分析了冷却过程的相变特征,为该钢种的规模化工业生产提供了参考依据。

关键词：第三代汽车钢热物性凝固相变

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第三代汽车钢剪切边裂纹敏感性研究

第三代汽车钢剪切边裂纹敏感性研究

作者：韩硕大连理工大学

学位级别：硕士

高强度化是汽车钢的发展趋势,然而随着强度水平的提高,钢的塑性通常降低,并且剪切边在翻边成形过程中容易开裂。第三代汽车钢显著提高了高强度钢的塑性,但剪切边开裂的现象仍然存在。本文以第三代汽车钢中锰钢为对象,利用剪切拉伸试验... 详细信息

高强度化是汽车钢的发展趋势,然而随着强度水平的提高,钢的塑性通常降低,并且剪切边在翻边成形过程中容易开裂。第三代汽车钢显著提高了高强度钢的塑性,但剪切边开裂的现象仍然存在。本文以第三代汽车钢中锰钢为对象,利用剪切拉伸试验、维氏硬度、微观组织表征的方法,研究了剪切间隙、奥氏体相、材料强度、加工方法等因素对中锰钢剪切边质量的影响,并利用Deform软件对剪切过程进行了数值模拟。在剪切间隙为2%t、5%t、6.6%t、10%t、15%t(t为板材厚度)条件下,剪切边出现了圆角区,光亮区,破裂区等特征,当间隙大于10%t时产生了明显的毛刺缺陷。随着剪切间隙的增加,圆角区、破裂区、毛刺的面积增加,剪切边附近微孔洞数量与面积增加,加工硬化的程度和范围增大,剪切拉伸样品的塑性逐渐降低。间隙小于5%t时,剪切拉伸样品出现颈缩现象,接近光滑试样,而当间隙大于6.6%t时,剪切边质量差,剪切拉伸样品不出现颈缩。推荐剪切间隙为2%t-5%t。对比研究了亚稳奥氏体含量为15%和0的钢剪切边,亚稳奥氏体相在剪切过程中会发生马氏体转变,使得其剪切边硬度值和硬度波动范围相对不含奥氏体钢更大。研究了屈服强度分别为235MPa,500MPa和700MPa汽车钢板的剪切边,发现高强度级别钢的剪切边受间隙影响更大,减小剪切间隙利于提高高强度钢的翻边成形性能。对比研究了激光加工、线切割加工、剪切加工三种方法对剪切边的影响。结果表明,线切割对剪切边硬度和塑性影响最小,激光切割样品边部组织出现淬火马氏体导致硬度最高,剪切加工样品发现形变诱导相变的马氏体导致影响区域最大;小间隙剪切或者打磨后的剪切边的塑性可以达到与激光加工相当的水平。数值模拟了在6.6%t、10%t、15%t三个剪切间隙下中锰钢的剪切过程。对于中锰钢使用ayada断裂准则,模拟结果更佳。此条件下,模拟结果与试验结果都是在间隙大于10%t时,毛刺发生明显长大。随着剪切间隙增大,板材的受力影响区增大。

关键词：第三代汽车钢裂纹敏感性 TRIP效应

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预氧化对第三代汽车钢热浸镀锌的影响

金属热处理 2014年第4期39卷 26-30页

作者：冯士杰江社明李远鹏黎振华袁训华张启富昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 中国钢研科技集团有限公司先进金属材料涂镀国家工程实验室北京100081

研究了预氧化对第三代汽车钢表面氧化状态及镀层界面的影响。用Wagner理论和Grabke H.J.发展的内外氧化模型分析了预氧化对第三代汽车钢氧化行为的影响。结果表明,预氧化可明显改善第三代汽车钢的表面氧化状态以及界面相的生长状况。经... 详细信息

研究了预氧化对第三代汽车钢表面氧化状态及镀层界面的影响。用Wagner理论和Grabke H.J.发展的内外氧化模型分析了预氧化对第三代汽车钢氧化行为的影响。结果表明,预氧化可明显改善第三代汽车钢的表面氧化状态以及界面相的生长状况。经预氧化后的钢板表面氧化物颗粒比未经预氧化退火的钢板表面氧化物颗粒少很多。不同退火条件退火后钢基体表面氧化物经XPS分析都为MnO、MnO2和Cr2O3,表明预氧化对第三代汽车钢表面氧化物种类无影响。未经预氧化的热浸镀锌板镀层界面抑制层颗粒生长不充分,未形成连续的抑制层,而经预氧化的热浸镀锌板界面抑制层颗粒相互之间衔接紧密,几乎都组成了连续且致密的抑制层。

关键词：第三代汽车钢预氧化热浸镀锌抑制层中锰钢

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低成本第三代汽车钢工艺研究

低成本第三代汽车钢工艺研究

作者：毕晓宏内蒙古工业大学

学位级别：硕士

第三代汽车钢致力于保证强塑积达到实际使用要求的同时降低成本,且保证材料在实际工厂上易于成形。本论文通过对成分设计和热处理工艺的控制使得汽车钢强塑积达到30Gpa·%以上的同时成本降低,并研究了不同冷轧压下率对成形性能的影响。... 详细信息

第三代汽车钢致力于保证强塑积达到实际使用要求的同时降低成本,且保证材料在实际工厂上易于成形。本论文通过对成分设计和热处理工艺的控制使得汽车钢强塑积达到30Gpa·%以上的同时成本降低,并研究了不同冷轧压下率对成形性能的影响。同时对实际生产中冷轧过程中间退火进行了研究,为实际生产做出理论指导。因此对第三代汽车钢(0.12C-5.2Mn)热轧至4.5mm,然后进行冷轧,冷轧的最终厚度为1.0mm,1.2mm,1.5mm,2.0mm,冷轧压下率分别为79%、73%、66%、55%。用全自动相变仪测试了试验钢的相变点。通过SEM观测组织形貌及各相分布,利用XRD测试织构并计算奥氏体含量。同时通过万能试验机设备对力学性能进行测量,研究内容及结果如下:经测试可得试样的Ac为585℃,Ac为755℃,绘制出CCT曲线,为后续试验提供了理论依据。对冷轧压下率分别为66%和55%的试验钢进行奥氏体逆相变(ART)退火和两相区直接退火,研究了两种工艺不同退火温度和退火时间对组织和性能的影响。通过两相区直接退火和ART退火均获得了奥氏体、铁素体和马氏体组织。在低温或短时保温时,ART退火仍能观察到淬火后的奥氏体边界,两相区直接退火存在未恢复的冷轧拉长晶粒。两种工艺下试样均随温度升高和时间的延长晶粒逐渐长大,奥氏体含量先上升后下降,延伸率先增大后减小,屈服强度总体呈下降趋势,强塑积均先上升后下降。不同的是,随温度的升高和时间的延长,ART退火的抗拉强度逐渐增加,两相区直接退火的抗拉强度先降低后升高。同时试件两相区直接退火的拉伸断口存在分层现象,ART退火工艺下的拉伸断口无分层现象,两相区直接退火除延伸率以外,屈服强度、抗拉强度及强塑积均比ART退火工艺高。ART退火的最佳工艺是800℃-5min/630℃-10min,两相区直接退火的最佳工艺是630℃-10min。通过比较轧制过程中间退火和未中间退火两组试样热处理后的组织和性能可以得出,轧制过程中间退火试样的晶粒尺寸明显增大,屈服强度明显下降,抗拉强度相对较高。这也导致了轧制过程中间退火试样的屈强比低,即成形性能较好。并且在拉伸曲线中的屈服平台较短,试件成形后表面质量更高。冷轧压下率分别为66%,73%和79%的第三代汽车钢在630℃-10min进行两相区直接退火后,不同冷轧压下率试件的组织和力学性能均较为相似。但随着压下率的增加,{111}和{110}有利织构组分增加,{100}不利织构组分减少,塑性应变比r值逐渐增大,表明随着压下率的增加,材料的成形性能提高。

关键词：第三代汽车钢 ART退火两相区直接退火中间退火冷轧压下率

稀土微合金化低成本第三代汽车钢退火工艺研究

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稀土微合金化低成本第三代汽车钢退火工艺研究

作者：赵庆波内蒙古工业大学

学位级别：硕士

近年来,轻量化和安全性逐渐成为现代汽车用钢的发展趋势,同时满足高强度和高塑性的新型汽车用钢铁材料也逐渐成为关注热点。本文根据M组织调控理论(多相、多尺度、亚稳态)设计了一种含9ppm稀土元素Ce的稀土实验钢,并选择一组其他合金含... 详细信息

近年来,轻量化和安全性逐渐成为现代汽车用钢的发展趋势,同时满足高强度和高塑性的新型汽车用钢铁材料也逐渐成为关注热点。本文根据M组织调控理论(多相、多尺度、亚稳态)设计了一种含9ppm稀土元素Ce的稀土实验钢,并选择一组其他合金含量相近但不含稀土元素的实验钢作为对比。通过对两种实验钢A、B分别进行ART退火及两相区直接退火两种工艺的处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、万能拉伸试验机等对热处理后的试样进行显微组织观察和力学性能的表征。取得的研究结果如下:经测试不含稀土的实验钢相变温度A为596℃,A为734℃,稀土实验钢的相变温度A为598℃,A为751℃,可见微量稀土元素会提高实验钢的A温度,扩大两相区。通过对比含稀土和不含稀土实验钢的显微组织和力学性能,发现含稀土实验钢的晶粒尺寸更为均匀,且屈服强度、抗拉强度及伸长率都得到了一定的提高。XRD结果表明,含稀土实验钢中奥氏体衍射峰值较高,组织中奥氏体含量较多;从宏观织构上分析发现,含稀土与不含稀土的织构分布相似,织构密度水平、各取向织构含量值相近,含稀土实验钢有利织构{111}组分略高但相差不大,可见微量稀土元素对织构的影响不明显,即对实验钢的深冲性能影响不大,主要对力学性能方面影响相对比较突出。对含稀土的实验钢进行不同的热处理工艺处理后,发现无论是ART退火还是两相区直接退火,退火后都获得了奥氏体、铁素体或新生马氏体组织。在较低的退火温度或较短的保温时间下,显微组织中存在白色粒状碳化物。随着退火温度的上升或保温时间的增加,晶粒长大,碳化物逐渐减少,直至完全溶解。逆相变奥氏体含量的变化趋势是先增多后减少,在645℃退火15min时达到最大值。随着退火温度的上升或保温时间的增加,屈服强度减小,抗拉强度增加,但伸长率和强塑积的变化都是先增大后减小,符合奥氏体含量的变化规律,并在645℃保温15min时达到最大值。综合各项性能指标得出,ART退火最佳热处理条件为800℃-5min淬火+645℃-15min退火,两相区直接退火最佳热处理条件为645℃-15min退火。相比于ART退火,两相区直接退火后实验钢的伸长率稍低,但抗拉强度、屈服强度和强塑积都较高,并在645℃-15min退火后获得最佳性能,其抗拉强度为1050MPa,伸长率为31.94%,强塑积为32.90GPa·%,奥氏体含量为22.4%。在最佳热处理条件下,两相区直接退火下实验钢具有较高的织构密度,有利织构{111}组分含量也较高,可见两相区直接退火有利于实验钢深冲性能的提高。

关键词：稀土微合金化第三代汽车钢 ART退火两相区直接退火

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中锰第三代汽车钢及其先进性

中锰第三代汽车钢及其先进性

冷轧压下率对低成本第三代汽车钢微观组织和成型性能的影响

第十一届中国钢铁年会

作者：王存宇曹文全董瀚钢铁研究总院

介绍了中锰第三代汽车钢的发展思路与过程,中锰钢经逆相变退火处理后具有超细晶粒的铁素体+亚稳奥氏体组织,具有高强度和高塑性的力学性能特点,提高了零件的冷成形能力。基于中锰钢提出了温成形工艺,研究表明,在获得1500MPa汽车零件时,... 详细信息

介绍了中锰第三代汽车钢的发展思路与过程,中锰钢经逆相变退火处理后具有超细晶粒的铁素体+亚稳奥氏体组织,具有高强度和高塑性的力学性能特点,提高了零件的冷成形能力。基于中锰钢提出了温成形工艺,研究表明,在获得1500MPa汽车零件时,中锰钢温成形工艺的加热温度为800℃,较传统热成形钢降低150℃,表明几乎不发生脱碳现象,微观组织明显细化,断后伸长率提高到10%。

关键词：第三代汽车钢中锰钢强度塑性

来源： cnki会议评论

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冷轧压下率对低成本第三代汽车钢微观组织和成型性能的影响

第十三届中国钢铁年会

作者：董瑞峰赵庆波毕晓宏芦永发陈子帅内蒙古工业大学材料科学与工程学院

采用拉伸试验、扫描电镜、XRD等手段,研究了低成本第三代汽车钢在不同冷轧压下率条件下微观组织特点和成型性能。压下率分别为66%、73%和79%的冷轧实验钢经630℃-10min退火后微观组织以奥氏体+铁素体为主。不同冷轧压下率下的组织相似,... 详细信息

采用拉伸试验、扫描电镜、XRD等手段,研究了低成本第三代汽车钢在不同冷轧压下率条件下微观组织特点和成型性能。压下率分别为66%、73%和79%的冷轧实验钢经630℃-10min退火后微观组织以奥氏体+铁素体为主。不同冷轧压下率下的组织相似,常规力学性能相近。但随着压下率的增大,有利于冲压成型性能的{111}和{110}的织构组分增加,而{100}不利织构组分减少。且塑性应变比r值随压下率的增加而增大。当压下率为79%时,{111}和{110}有利织构含量最多,分别为17.7%和25.5%,此时r值最大为0.961,实验钢具有较好的成型性能。

关键词：第三代汽车钢压下率织构塑性应变比

来源： cnki会议评论

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预氧化对第三代汽车钢热浸镀锌的影响

预氧化对第三代汽车钢热浸镀锌的影响

第10届中国热浸镀学术技术交流会暨节能减排新技术推介会

作者：冯士杰江社明李远鹏黎振华袁训华张启富昆明理工大学材料科学与工程学院中国钢研科技集团有限公司先进金属材料涂镀国家工程实验室

研究了预氧化对第三代汽车钢表面氧化状态及镀层界面的影响。用Wagner理论和Grabke H.J.发展的内外氧化模型分析了预氧化对第三代汽车钢氧化行为的影响。结果表明:预氧化可明显改善第三代汽车钢的表面氧化状态以及界面相的生长状况。经... 详细信息

研究了预氧化对第三代汽车钢表面氧化状态及镀层界面的影响。用Wagner理论和Grabke H.J.发展的内外氧化模型分析了预氧化对第三代汽车钢氧化行为的影响。结果表明:预氧化可明显改善第三代汽车钢的表面氧化状态以及界面相的生长状况。经预氧化后的钢板表面氧化物颗粒比未经预氧化退火的钢板表面氧化物颗粒少很多。不同退火条件退火后钢基体表面氧化物经XPS分析都为MnO,MnO和CrO,表明预氧化对第三代汽车钢表面氧化物种类无影响。未经预氧化的热浸镀锌板镀层界面抑制层颗粒生长不充分,未形成连续的抑制层,而经预氧化的热浸镀锌板界面抑制层颗粒相互之间衔接紧密,几乎都组成了连续且致密的抑制层。

关键词：第三代汽车钢预氧化热浸镀锌抑制层中锰钢

来源： cnki会议评论

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温成形钢及其汽车安全结构件的成形技术

锻压技术 2016年第7期41卷 43-45,56页

作者：陈鹰王存宇董瀚曹文全钢铁研究总院华东分院北京100081

以一种新型具有低奥氏体化温度和高淬透性的第三代汽车钢0.1C-5Mn冷轧板为原材料,按照与热成形基本一致的工艺流程,成功试制出温成形零件。结果表明：温成形钢板的加热温度比传统热成形温度低100-150℃;温成形模具较热成形模具简化;温... 详细信息

以一种新型具有低奥氏体化温度和高淬透性的第三代汽车钢0.1C-5Mn冷轧板为原材料,按照与热成形基本一致的工艺流程,成功试制出温成形零件。结果表明：温成形钢板的加热温度比传统热成形温度低100-150℃;温成形模具较热成形模具简化;温成形工艺成本更低、效率更高。温成形后的零件尺寸精度高、形状复杂,对在温成形后的零件上截取的试样进行板拉伸试验,试样的抗拉强度不小于1.3 GPa,且伸长率大于12%,说明其力学性能尤其是塑性优于以22Mn B5钢为原料的热成形零件。研究表明,温成形钢及其汽车安全结构件可逐步替代、升级传统22Mn B5热成形钢汽车安全结构件。

关键词：温成形钢温成形汽车安全结构件第三代汽车钢