冷軋深沖板退火工藝和組織性能.研究

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1、第2頁(yè)武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章文獻(xiàn)綜述2．1冷軋汽車薄板的發(fā)展與現(xiàn)狀汽車用薄板幾乎全部經(jīng)過沖壓成形，因此深沖性能已成為薄板生產(chǎn)和使用的核心問題，一百多年來，材料工作者圍繞著成形性能這個(gè)中心相繼開發(fā)了幾十種具有其它功能的冷軋汽車薄板，然而，按冷軋汽車薄板的發(fā)展歷史和成形性能水平，可將其分為三代產(chǎn)品。普通沸騰鋼代表了第一代深沖鋼，它與各向同性、無織構(gòu)的正火鋼相比無疑是個(gè)進(jìn)步。沸騰鋼具有較弱(111)織構(gòu)和幾乎與之相當(dāng)?shù)钠渌棙?gòu)，所以其r值不高(r=1．0～1．2)。沸騰鋼中固溶N含量較高，所以具有明顯的應(yīng)變時(shí)效。鋁鎮(zhèn)靜鋼代表了第二代深沖鋼，通過控制AIN的固溶和析出可以得到較強(qiáng)的(111

2、)織構(gòu)和弱的(100}織構(gòu)，從而獲得良好的深沖性能。鋁鎮(zhèn)靜鋼的r值為1．4～1．8。鋁鎮(zhèn)靜鋼中N被固定成A1N，在罩式退火后絕大部分碳析出Fe3C，所以經(jīng)平整后性能穩(wěn)定。以IF鋼為主的超低碳鋼是當(dāng)今第三代深沖鋼，在超低碳鋼中，嚴(yán)重危害深沖性能的間隙原子C、N和雜質(zhì)元素被控制在盡可能低的水平，并通過Ti或Nb合金化清掃固溶體中的間隙原子，所以經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓に嚳刂坪蟪吞伎梢缘玫綇?qiáng)烈的有利織構(gòu)從而獲得超深沖性。三代深沖鋼性能比較見表2．1【l】。表2．1三種深沖鋼性能比較2．2國(guó)外深沖板的發(fā)展現(xiàn)狀為了達(dá)到轎車減重、節(jié)能、耐蝕性和安全性的要求，各國(guó)的轎車工業(yè)廣泛地采用了高強(qiáng)度和超深沖鋼板以及表面處

3、理鋼板，開發(fā)了許多新的深沖板的品種。隨著深沖及超深沖鋼板的發(fā)展，又開發(fā)了超高深沖級(jí)鋼板。該類鋼板的r值為2．5，延伸率為51％，時(shí)效指數(shù)相當(dāng)好。日本已成功開發(fā)生產(chǎn)出r值達(dá)到3．0的超高深沖級(jí)鋼板。從近40年國(guó)內(nèi)外汽車板發(fā)展的過程來看，超深沖鋼板是向高潔凈、超低碳和微合金方向發(fā)展【2】。超低碳鋼的脫碳必須開發(fā)并大規(guī)模生產(chǎn)C％小于0．001％．0．0015％的超低碳鋼技術(shù)，為此開發(fā)了RH中超低碳鋼高速脫碳工藝。日本2000年鋼中碳含量平均己達(dá)No．0016％的水平。韓國(guó)POSCO公司利用極低磷生產(chǎn)技術(shù)(Nm轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)將磷含量降低到0．0064％)和改善煉鋼、連鑄、軋鋼等生產(chǎn)流程的情況下，可生

4、產(chǎn)最大寬度達(dá)1970mm的超寬幅汽車鋼板。目前，這種超寬度汽車板在日本等先進(jìn)鋼鐵企業(yè)也難以生產(chǎn)。采用寬幅鋼板生產(chǎn)汽車外板時(shí)，由于不需焊接就可以直接使用，因此頗受汽車生產(chǎn)廠家的歡迎。鋼液中的磷含量是影響鋼板延展性能的重要因武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第3頁(yè)素，要想生產(chǎn)汽車用寬幅鋼板，應(yīng)將鋼液中的磷含量控制在0．008％以下。汽車用高強(qiáng)度鋼的開發(fā)始于20世紀(jì)70年代石油危機(jī)前后，首先是微合金鋼，然后是含磷合金鋼；20世紀(jì)80年代前期是DP鋼和BH鋼和IF鋼；1990年前后又開發(fā)出了強(qiáng)度更高的微合金鋼——各向同性鋼，接著又開發(fā)出了TRIP(相變誘發(fā)塑性)鋼、多相超高強(qiáng)度鋼，抗拉強(qiáng)度已達(dá)到1000MP

5、a，最高的甚至達(dá)到1200MPa以上【3。。韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵公司于2001年3月成功開發(fā)出輕量型汽車鋼板。該鋼板具有比目前所使用的鋼板薄、強(qiáng)度高和抗疲勞強(qiáng)度高等特點(diǎn)。其方法是通過向鋼中加入Nb，開發(fā)出屈服強(qiáng)度可達(dá)到800MPa級(jí)的熱軋TRIP鋼。該鋼材加工成冷軋板后，成型性能非常好，可以加工成具有復(fù)雜形狀的汽車部件。日本神戶鋼鐵公司通過研究590MPa以上級(jí)別的高強(qiáng)度鋼板——適用于駕駛室周圍主要結(jié)構(gòu)部件，開發(fā)出各種高強(qiáng)度鋼板。開發(fā)的高延性980MPa級(jí)超高強(qiáng)度復(fù)合組織冷軋鋼板，其延伸率為20％，能承受復(fù)雜沖壓成型41。該鋼種的開發(fā)主要采用了四項(xiàng)新技術(shù)；防止含Si高的連鑄板坯裂紋技術(shù)；防止含Si

6、高的鋼發(fā)生晶界氧化的特有技術(shù)；開發(fā)提高高強(qiáng)度鋼板形狀和尺寸精度技術(shù)；建立了將材料實(shí)驗(yàn)信息迅速傳輸?shù)酵嘶饤l件的信息反饋體制。冷軋高強(qiáng)度鋼板主要用于車體內(nèi)外板，板厚范圍通常為0．5～1．2mm，強(qiáng)度級(jí)別為340"-"1470MPa。主要包括：含P鋁鎮(zhèn)靜高強(qiáng)度鋼、IF高強(qiáng)度鋼(IF鋼中加入Si、Mn、P等元素以提高強(qiáng)度)、高殘留奧氏體的相變誘導(dǎo)塑性高強(qiáng)度鋼(TRIP鋼)、烘烤硬化高強(qiáng)度鋼板和汽車結(jié)構(gòu)件用超高強(qiáng)度鋼板等。由于高強(qiáng)度鋼板的采用，汽車用鋼板厚度減薄，從而對(duì)鋼板的防腐蝕性提出更高要求，促進(jìn)了高強(qiáng)度表面處理鋼板的發(fā)展。20世紀(jì)80年代，汽車制造業(yè)已大量使用鍍鋅板制作汽車的內(nèi)板和外板。最初主

7、要使用電鍍鋅板，由于熱鍍鋅板成本比電鍍鋅板低，20世紀(jì)90年代中期以后，國(guó)外很少新建電鍍鋅板生產(chǎn)線，同期熱鍍鋅板生產(chǎn)量增加很快，投產(chǎn)了大量汽車板熱鍍鋅機(jī)組。汽車板熱鍍鋅機(jī)組以生產(chǎn)外板為重點(diǎn)，生產(chǎn)規(guī)格板厚為O．6～1．2ram，板寬為800～1850mm，最寬可達(dá)2000mm。產(chǎn)品級(jí)別相當(dāng)復(fù)雜，從CQ、DQ、DDQ、EDDQ：至UBH、DP、TRIP等汽車用高強(qiáng)度鋼板。通過采用多種先進(jìn)技術(shù)，使鍍層形貌、厚度精度等得到精確控