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包钢汽车桥壳用钢的制备工艺

更新时间:2009-03-28

0 前言

随着中国汽车工业的发展,对汽车用钢的需求逐渐增大,对其性能的要求也越来越高。国外常见的汽车桥壳专用钢牌号有日本的SAPH440、SPH45、GW3300,德国的TL-VW1114Ti、TL-VW1206、TL-VW1490等。为满足我国汽车工业发展的需要,开发汽车桥壳专用钢板成为钢铁生产企业的重要任务之一。

汽车桥壳是汽车行驶系统的主要构件之一,在使用过程中,汽车桥壳需要支撑车架及车架后的各总成重量,同时还要保护传动系统中的各个部件。汽车桥壳制造多采用铸造工艺,但铸造桥壳的重量太大,比较笨重;一般商用车有时也采用16Mn或大梁钢板等替代制造,但代用钢种存在安全性差、抗疲劳性能差、产品质量不稳定等问题;而热轧钢板冲压桥壳厚度小、重量轻,成为现今汽车桥壳制造的发展方向[1]

笔者介绍了采用包钢宽厚板生产线先进的炼钢、连铸、双机架轧制以及热处理工艺生产的汽车桥壳用钢板。

2012年末,加拿大博雅教育学会几位会员,在温哥华太阳报的采访中指出,“加拿大的数学与科学教育比较弱,而且正在变得越来越弱,……,我们面临一场危机.”[3]

评点式阅读教学强调了学生对文本的直接感悟,这是与中国古代哲学相通的。哲学家冯友兰说:“中国哲学家以对于事物的直接领悟作为他们哲学的出发点。”而评点式阅读教学恰好以学生对文本的直接领悟为出发点。这在中国古已有之,“早在唐代,就有了诗的评点,宋代出现了文的评点,后来又出现了小说评点。天才的张竹坡、金圣叹、李卓吾、毛纶和毛宗一父子以及脂砚斋们在明清时代大规模地评点小说,并且创下一门学派,留下千古妙语,珠矶灿烂,魅力四射,以至文坛上出现了无书不评的蔚然奇观。”

1 技术条件与成分工艺设计

1.1 技术条件

采用电磁搅拌的低倍结果为中心偏析B类1.5级,未采用电磁搅拌的低倍结果为中心偏析A类1.0级。是否使用电磁搅拌低倍结果对比如图1所示。

观察组患者采取ACEI药物治疗,10 mg/d的苯那普利,对于高血压患者降压效果不好可加至20 mg/d,对照组患者采取非ACEI药物治疗,使用钙离子拮抗剂、β受体阻断剂等。两组患者治疗时间均为3个月。

通过5个批次16 mm厚桥壳钢的试制,过程控制和性能都趋于稳定,钢板的最大、最小及平均力学性能分别见表4、表5。

 

1 力学性能要求

  

厚度/mm屈服强度/MPa抗拉强度/MPa延伸率/%180°弯曲b=35mmH≤12mmH>12mm8-14≥355510-610≥24d=a完好d=3a完好>14-18≥345510-610≥22d=a完好d=3a完好

 

2 化学成分要求

  

成分CSiMnPSAls含量/%0.12~0.200.20~0.601.20~1.60≤0.030≤0.020≥0.015

1.2 生产工艺流程

工艺流程为: 铁水脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH真空循环脱气→连铸→加热→除鳞→粗轧→精轧→矫直→冷却→剪切→取样检验→入库发货。

2 钢种成分设计和工艺设计

2.1 成分设计

根据表1的力学性能要求可以考虑首先对C-Mn系钢进行固溶强化以提高基体强度,并降低P、S含量改善钢板的冲击韧性,同时采用Nb、V、Ti微合金化,结合控制轧制工艺细化晶粒,确保成品钢板具有良好的力学性能[2]。综合考虑钢板的力学性能以及技术要求,桥壳钢化学成分的设计见表3。

 

3 桥壳钢化学成分设计 / %

  

成分CSiMnPSNb+V+TiAls含量0.15~0.200.35~0.551.25~1.50≤0.030≤0.0200.020~0.040≥0.015

2.2 工艺设计

加热的目的是使板坯充分奥氏体化,并且有足够的时间使中心偏析成分得以扩散,同时Nb、V、Ti等微合金元素要充分固溶。但应防止加热温度太高或加热时间太长造成板坯晶粒异常长大甚至过热过烧的事故。此次桥壳钢选用断面规格为250 mm的冷装板坯,要求在炉时间为240 min,出炉温度为1 190 ℃~1 250 ℃,经过高压水除鳞后进入轧制过程。轧制过程中钢板温度均匀,厚钢板容易出现的头部弯曲现象得以有效控制。对轧态钢板取样做金相分析,在厚钢板中部发现仅有少量贝氏体,碳、锰等元素偏析较轻微[4]

2.2.2 连铸工艺

为保证进入转炉的铁水具有较低的硫含量,需要对铁水进行预脱硫处理,脱硫后要求扒渣干净彻底,要求脱后[S]≤0.008%;转炉采用单渣操作,终渣碱度控制在4.0左右,使用自产的优质废钢,以减少带入的[S],转炉底吹气体全程吹氩,终点尽可能一次命中,减少因补吹使钢水增[N];LF精炼采用CaO-CaF2渣系,造渣过程中加入白灰、电石、萤石等,为了强化炉渣脱氧,钢水在LF精炼时除了加入上述造渣料外,还加需入铝粒,更好的脱去炉渣中的氧;进行RH真空处理时,RH环流气采用全程吹氩模式,真空处理后进行钙处理,钙处理结束后的软吹时间要大于10 min,保证有充分的时间使钢中的夹杂物变性和上浮,提高钢水的纯净度[3]

为了保证铸坯质量,连铸过程中采用凝固末端动态轻压下以及优化的动态二冷技术,过热度设定为10 ℃~35 ℃,拉速设定为0.6 m/min~1 m/min,保证恒温、恒拉速工艺,同时投入电磁搅拌,减轻连铸坯中心偏析、中心疏松、裂纹及振痕等缺陷。包钢宽厚板生产线使用达涅利直弧式铸机,适用于250 mm~300 mm的断面规格,在保护浇注方面,全程使用中空颗粒中包覆盖剂隔绝空气并吸附夹杂物。

根据与用户签订的技术协议要求,钢板力学性能应符合表1规定,化学成分应符合表2规定。

2.2.3 加热及控制轧制工艺

2.2.1 冶炼工艺

对于微合金钢而言,采用适当的控轧工艺能较好的改善钢板的综合性能,桥壳钢采用两阶段控制轧制工艺,在粗轧阶段完成对板坯的整形、展宽和高温再结晶区的延伸,由于板坯温度较高该阶段要实施尽可能大的压下,即用尽可能少的道次完成粗轧阶段尤其是高温段延伸轧制,反复促使板坯晶粒再结晶,使晶粒细化到一定程度[7,8]。当中间坯温度进入到未再结晶区后开始低温段延伸轧制,由于在精轧阶段晶粒极少发生再结晶,随着轧制的进行压下率逐渐累积,最终钢板内部晶粒呈扁平状,新相晶粒在长大过程中受到原扁平状晶粒晶界的限制而细化。同时由于轧制温度较低,晶粒内部位错增多,位错发生缠结,钢板内部形变储存能累积变大,增加了新相的形核点和相变驱动力,产生细化晶粒的效果。在轧制过程中,终轧道次的轧制温度和压下率尤其重要,在确保板形的前提下要求终轧温度尽量低,终轧道次压下率尽量大[5]

3 实验结果与分析

3.1 铸坯低倍结果

由于汽车桥壳钢板的特殊用途和环境的限制,要求该钢种除满足常规力学性能要求外,还必须拥有良好的抗疲劳性能。

  

(a) 采用电磁搅拌

  

(b) 未采用电磁搅拌1 铸坯低倍结果

从图1可以看出,采用电磁搅拌的比未采用电磁搅拌的中心偏析有大幅改善。

3.2 常规力学性能

更多的时候因为“传统”发酵,引来了许多盗墓贼或梁上君子,我也不例外,剥离了传统与现代与生活,模糊了审美的视线,使美的发现愈来愈难。于是,困惑中我在画外追问:前人的生活与现代人的生活?我的灵魂因此而漂泊,在漂泊中发现,生活带来最初的冲动是源于心动,是无法抵御和抑制的激情奔腾。我的画是从这里开始,以验证着一个为个性化的漂泊灵魂寻找归宿和充满着执着与真正的人生的追恋。

 

4 拉伸性能

  

项目厚度/mm屈服强度/MPa抗拉强度/MPa屈强比延伸率/%Max4925880.8427Min164785720.8428平均4855800.8427.5

 

5 冲击韧性

  

温度冲击功值/J冲击功均值/J191-20℃212211230189-40℃210203211151-60℃139144142

从表4、表5可以看出,16 mm厚桥壳钢的拉伸性能不仅到达了协议要求且有较大富余量。低温冲击功值远远地超出了常规水平,说明本次生产的桥壳钢具有良好的低温冲击韧性。弯曲实验采用180 °冷弯,弯曲后均未出现裂纹,具备较好的再加工性能。

其实,阳翰笙对茅盾的批评意见并不完全同意。在他看来,《地泉》虽然存在缺陷,但也有不少成功之处。小说得以再版就说明它还是受到读者欢迎的。尽管如此,阳翰笙不气不恼、不掖不藏,仍然将茅盾的批评文字全文刊登。

3.3 桥壳钢的微观组织

桥壳钢的微观组织如图2所示。

  

(a) 1/2处

  

(b) 1/4处2 桥壳钢的微观组织(×500)

从图2可以看出,组织为铁素体和珠光体组织,晶粒细小,评级为11级,组织均匀。钢板的中心部位存在硬质的贝氏体条带组织,并且组织中存在大颗粒Nb、Ti复合析出物,可能影响钢板的抗疲劳性能。

3.4 抗疲劳强度

包钢宽厚板生产线生产的桥壳用钢的抗疲劳性能检验结果S-N曲线如图3所示。试样在加载应力为290 MPa时可达到500万次不断裂,抗疲劳性能优良[6]

  

3 桥壳钢的抗疲劳性能S-N曲线

4 结论

(1)本次生产汽车桥壳用钢采用的工艺流程为:铁水脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH真空循环脱气→连铸→加热→除鳞→粗轧→精轧→矫直→冷却→剪切→取样检验→入库发货,取得了较好的应用效果。

总之,关于石油安全评价的相关研究很多,由于中国经济、政治以及生态保护意识等都在发生变化,面临的世界能源格局也在调整,因此,中国石油安全的界定以及评价需要进一步完善。本文尝试运用四元集成及熵技术模型对中国石油安全状况进行评价,这是石油安全评价方法上的一个新尝试,意在为石油安全评价提供一条新的研究思路和方法。

(2)本次生产汽车桥壳用钢采用了微合金化处理技术,同时利用RH真空处理、板坯电磁搅拌等先进设备,获得了良好的产品性能。屈服强度达到450 MPa以上,抗拉强度达到550 MPa以上,平均延伸率达到27%以上;系列低温冲击韧性-20 ℃、-40 ℃、-60 ℃冲击功都在130 J以上;同时在抗疲劳实验中,试样在加载应力为290 MPa时可达到500万次不断裂,完全达到了汽车桥壳用钢的技术要求。

5 参考文献

[1] 崔晓鹏,刘海峰,金玉刚,等. 中重型商用汽车桥壳发展现状及趋势[J]. 铸造,2008,57(6):537 ~ 540.

[2] 刘东升,宋 丹,王国栋. 汽车桥壳用热连轧微合金高强钢板的研究[J]. 钢铁,2000,35(2):41.

[3] 王绍松,曹开宸,郝小强,等. 汽车桥壳用 DQK415 钢板的工艺研究[J]. 宽厚板,2010,16(6):19 ~ 21.

[4] 初元璋,祁 鹏,狄丽华. 热轧冲压桥壳用钢板的研制开发[J]. 北京科技大学学报,1999,21(8):4.

[5] 王有铭,李曼云,钢的控制轧制和控制冷却[M].北京:冶金工业出版社,1995: 75~79.

[6] 贺岩松,官磊,徐中明,等. 商用车驱动桥壳的疲劳分析[J]. 世界科技研究与发展,2010(5):633 ~ 635.

[7] 雍歧龙, 郑鲁. 微合会化钢中 NbC 在铁素体中的沉淀和沉淀强化 [J]. 金属学报, 1984, 20(1): 9~13.

[8] A. M. Guo, S. R. Li, J. Guo, et al. Effect of Zirconium addition n on the impact toughness of the heat affected zone in a high strength low alloy pipeline steel [J]. Materials characterization, 2008, 59: 134~139.

 
柳婕,张军,高军,朱晓丽,贾计计,戴鑫
《河南冶金》 2018年第01期
《河南冶金》2018年第01期文献

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