開(kāi)發(fā)歷史The Development of Hot-rolled High Strength Steel for Automobile
隨著對(duì)安全、減重節(jié)能和環(huán)保的要求，汽車(chē)對(duì)高強(qiáng)度汽車(chē)用鋼的需求日益迫切。而熱軋高強(qiáng)鋼板廣泛用于車(chē)輪、大梁、車(chē)廂、車(chē)橋、傳動(dòng)軸、底盤(pán)、懸掛等重要部件，具有很大的減重潛力。
① 屈服強(qiáng)度550～700MPa級(jí)的具有良好成形性能和焊接性能的低合金高強(qiáng)度鋼，可用于汽車(chē)大梁、車(chē)廂、傳動(dòng)軸管和其它汽車(chē)結(jié)構(gòu)件；
② 抗拉強(qiáng)度450～650MPa級(jí)車(chē)輪用鋼；
③ 高強(qiáng)度橋殼用鋼；
④ 先進(jìn)高強(qiáng)度鋼（4 4 0～78 0 M P a級(jí)的高擴(kuò)孔鋼、 580和780MPa級(jí)的雙相鋼、 580和780MPa級(jí)的TRIP鋼），具有良好成形性能和高的疲勞特性，可用于復(fù)雜形狀零件的制造。
太鋼汽車(chē)用高強(qiáng)度鋼采用了先進(jìn)的冶煉技術(shù)，夾雜物含量低、鋼質(zhì)純凈，采用精確的控制軋制和控制冷卻技術(shù)獲得各鋼種所需的組織結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足使用要求。
太鋼汽車(chē)用高強(qiáng)度鋼廣泛應(yīng)用于轎車(chē)和卡車(chē)的整車(chē)廠(chǎng)、汽車(chē)零部件廠(chǎng)和汽車(chē)改裝廠(chǎng)產(chǎn)品的制造，用高強(qiáng)度鋼替代傳統(tǒng)低強(qiáng)度鋼可明顯減輕汽車(chē)自重，也可在一定程度上降低成本。
太鋼汽車(chē)大梁用高強(qiáng)鋼具有高的強(qiáng)度、良好的加工彎曲性能，可進(jìn)行適合加工梁類(lèi)零件。大梁涉及的加工方式有剪切、沖孔、沖壓、折彎、輥壓等。隨著強(qiáng)度的上升，汽車(chē)大梁用高強(qiáng)鋼塑性及成形極限有所下降，零件設(shè)計(jì)時(shí)要有所考慮。又由于梁類(lèi)零件成形時(shí)易回彈及扭曲，使用高強(qiáng)鋼后，該趨勢(shì)將更加嚴(yán)峻，模具設(shè)計(jì)甚至零件設(shè)計(jì)時(shí)要有所考慮。同時(shí)，高強(qiáng)鋼剪切時(shí)，剪切間隙不合適將致使剪切邊部成形性差，成形時(shí)易開(kāi)裂，同時(shí)差的剪切斷面后續(xù)也將成為疲勞開(kāi)裂源；剪切時(shí)，模具或刀刃材料選擇不合適時(shí)刃口將易磨損甚至崩刃。
在輥壓及折彎時(shí)，要考慮到彎曲圓角、彎曲角度的影響及邊部剪切質(zhì)量的影響。使用大梁高強(qiáng)鋼，成形及沖裁力也將極大上升，須重新校核沖壓成形設(shè)備能力是否滿(mǎn)足要求。
加工方式Processing methods
1、沖壓與輥壓成形
沖壓成形
? 需沖壓噸位大的沖床
? 投資大
? 可加工變截面大梁
? 消除回彈，需增加保壓時(shí)間
? 根據(jù)大梁的長(zhǎng)短需要不同長(zhǎng)度的鋼板 , 庫(kù)存多
輥壓成形
? 只能加工等截面大梁
? 投資少
? 不必儲(chǔ)備不同長(zhǎng)度的鋼板 , 庫(kù)存少
2、折彎
推薦折彎模具材料硬度為 56～58HRC。
抵消回彈的過(guò)彎角可參照355MPa級(jí)大梁鋼板工藝參數(shù)，按屈服強(qiáng)度每增加100MPa提高1o來(lái)計(jì)算。
折彎?rùn)C(jī)凸模圓角半徑R：
3~6mm 鋼板-----R ≥ 1.2t
≥ 6mm 鋼板----R ≥ 1.6t
3、剪切和沖孔
700MPa級(jí)高強(qiáng)度大梁鋼板剪切和沖孔等的工具材料的硬度58～60HRC
700MPa級(jí)高強(qiáng)度大梁鋼板剪切刀具間隙
板厚為5mm時(shí)約為板厚的8～10％
板厚為8mm時(shí)約為板厚的10.5～13％
4、熱切割
推薦等離子切割或者激光切割
焊接及加工Machining and Welding
焊 接
熱連軋高強(qiáng)鋼通過(guò)低碳低合金設(shè)計(jì)降低鋼的碳當(dāng)量和焊接裂紋敏感性指數(shù)，并采用先進(jìn)的冶煉裝備技術(shù)結(jié)合微合金強(qiáng)化技術(shù)，獲得良好的可焊接性。
良好的焊接性
— 碳當(dāng)量及焊接裂紋敏感性指數(shù)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B
— 焊接裂紋敏感性試驗(yàn)
采用搭接接頭拘束焊接裂紋試驗(yàn)（CTS）測(cè)定了BS高強(qiáng)鋼焊接裂紋敏感性，結(jié)果表明各項(xiàng)裂紋發(fā)生率均為0%。證明太鋼高強(qiáng)鋼在0℃以上進(jìn)行各種焊接加工時(shí)，不易產(chǎn)生焊接裂紋。
— 接頭的硬度
太鋼高強(qiáng)鋼焊接接頭的最大硬度小于350HV10。高強(qiáng)鋼的焊接熱影響區(qū)存在一個(gè)比較窄的軟化區(qū)。建議盡可能采用小熱輸入、快速焊接為宜，以減小軟化區(qū)的寬度。
焊接工藝參數(shù)
環(huán)境溫度大于0℃時(shí)，BS高強(qiáng)鋼板不需預(yù)熱就可直接進(jìn)行焊接，不易產(chǎn)生焊接冷裂紋。推薦使用MAG焊接，推薦焊接保護(hù)氣體為80%Ar+20%CO2；氣體流量18~25 l/min。
對(duì)于推薦的焊絲適用于全位置焊接，當(dāng)垂直位置焊接時(shí)，推薦采用上向焊接方法，這樣可避免焊接缺陷產(chǎn)生。熱軋高強(qiáng)鋼適用于多種接頭型式的焊接，常用的接頭型式有：對(duì)接接頭、角接接頭和搭接接頭；常用的坡口型式有：I型坡口，V型坡口和雙V型坡口型式。在焊接時(shí)，若出現(xiàn)未焊透時(shí)，應(yīng)檢查是否間隙太小，是否電弧沒(méi)有垂直鋼板表面。
"對(duì)于打底焊時(shí)，可采用較小焊接參數(shù)的熔滴過(guò)渡形式，即小電流，小電壓，快速焊；對(duì)于特別重要的結(jié)構(gòu)件，也可考慮采用TIG焊打底。對(duì)于定位焊接，為了防止出現(xiàn)裂紋，應(yīng)保證一定的焊接長(zhǎng)度，至少大于50mm長(zhǎng)，焊接
參數(shù)可選用稍大一些的熔滴過(guò)渡形式。對(duì)于MAG焊，以常用焊絲規(guī)格φ1.2mm"
典型打底焊的焊接參數(shù)為：100~200A，12-19V，2.5~7mm/s；
例典型的定位焊焊接參數(shù)為：200~250A，20~23V，4.0~6.5mm/s。
對(duì)于填充和蓋面焊接，可以采用稍大一些的熔滴過(guò)渡和射流過(guò)渡形式的焊接工藝。對(duì)于MAG焊，以常用規(guī)格φ1.2m m為例，推薦的典型填充和蓋面焊接工藝為：200~250A，20~23V，4.0~6.5mm/s（熔滴過(guò)渡）或270~320A，27~32V，4.0~6.0mm/s（射流過(guò)渡）。
焊接材料
在接頭力學(xué)性能滿(mǎn)足構(gòu)件要求的情況下，BS高強(qiáng)鋼的配套焊接材料應(yīng)盡可能選用強(qiáng)度級(jí)別稍低的焊接材料，避免高匹配焊接材料的選用。尤其是對(duì)于角接接頭時(shí)，稍低匹配焊接材料選擇原則更為重要。
太鋼通過(guò)先進(jìn)的冶煉技術(shù)，成功生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)MAG焊絲用盤(pán)條，包括BH600-Ⅱ、BH700-Ⅱ和BH800-Ⅱ，供應(yīng)上海大西洋、湖北猴王、武漢鐵錨、上海寶煊等國(guó)內(nèi)主要焊接材料生產(chǎn)企業(yè)。
冷彎加工
太鋼高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼不僅具有高強(qiáng)度，同時(shí)還具有良好的塑性，適合冷彎加工成形。對(duì)于高強(qiáng)鋼來(lái)說(shuō)，折彎半徑是冷彎成型工藝的基本參數(shù)，應(yīng)予以關(guān)注，建議折彎內(nèi)徑不要小于供貨技術(shù)條件規(guī)定的彎心直徑d。另外需要注意的是，冷彎結(jié)束后高強(qiáng)鋼的回彈比普通鋼略大，可能導(dǎo)致高強(qiáng)鋼構(gòu)件形狀出現(xiàn)偏差?？赏ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)彎曲來(lái)保證獲得所需的折彎角度。
輥壓成型時(shí)，單次輥壓變形量不宜太大，通過(guò)調(diào)整變形量，可避免邊部開(kāi)裂.
矯 形
太鋼高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)如果出現(xiàn)形狀偏差而需要矯形時(shí)，建議采用冷矯形方式。如特殊情況下需要采用熱矯形時(shí)，建議熱矯形溫度不超過(guò)550℃，超過(guò)此溫度，可能改變鋼板性能。
切 割
太鋼高強(qiáng)鋼可進(jìn)行機(jī)械剪切加工。剪刃間距是重要的參數(shù)，高強(qiáng)鋼剪切時(shí)應(yīng)該選擇相對(duì)較小的剪刃間距，避免剪切斷面出現(xiàn)斷口分離現(xiàn)象。另一個(gè)重要參數(shù)是剪刃硬度，例如，剪切700MPa強(qiáng)度鋼材時(shí)，刀具硬度應(yīng)當(dāng)大于58HRC。
太鋼高強(qiáng)鋼采用氧-乙炔火焰切割時(shí)，切割速度、氣體壓力和火焰特性對(duì)切割質(zhì)量有重要影響，其中切割速度的影響最大。隨著切割速度增大，其切割面逐漸由平直向傾斜過(guò)渡，宏觀(guān)割面質(zhì)量逐漸變差；其切割形成了熱影響區(qū)（HAZ）的寬度隨著切割速度的增加而逐漸減小。與中性焰相比，氧化焰的切割質(zhì)量相對(duì)較差，其HAZ寬度也相對(duì)更大，故不推薦采用。
