烘烤硬化高强深冲冷轧汽车板BH340的研制开发

011D 24060. 0090. 0100. 2190. 074 0. 010 0. 036 0. 0023适量加入
·40· (2) BH 340 的力学性能见表 4。
表 4 BH 340 力学性能
批号 Ρs,M Pa Ρb,M Pa ∆80, %
280
375
36
X1050003
280
375
郝森 刘仁东 时晓光 于宁 张万山 徐咏梅 烘烤硬化高强深冲冷轧汽车板BH 340 的研制开发
·41·
一汽集团共试冲了三类零件, 冲压合格率达 100% , 见表 7。
图 3 烘烤硬化量与固溶碳含量的关系
钢 号 BH 340
表 7 试生产零件结果
名 称
生产数量, 件
左 右车门外板
1000
底板
1200
∆80, % ≥34 ≥32 ≥30 ≥32 ≥30 ≥28 ∆50, % ≥343 ≥353 3
BH ,M Pa ≥40 ≥40 ≥40 ≥40 ≥40 ≥40
≥30
·39·
nm ≥0. 17 ≥0. 15 ≥0. 15
rm ≥1. 6 ≥1. 5 ≥1. 5
本研究结合鞍钢技术改造, 特别是第三炼钢 厂采用铁水深脱硫、RH 2TB 真空脱气装置, 1780 热连轧机组投产及冷轧厂酸洗—冷轧机组改造, 采用硼处理的超低碳加磷铝镇静钢生产烘烤硬化 冷轧钢板, 用于一汽集团中型卡车生产, 以占领市 场、满足用户要求。
3 烘烤硬化钢 BH 340 技术指标
烘烤硬化钢板技术指标见表 2, 作为对比, 列 入了宝钢 BH 340 指标。
标 准
C
Si
鞍钢企标 ≤0. 035 ≤0. 05
宝钢企标 ≤0. 035 ≤0. 05
表 2 烘烤硬化钢板化学成分和力学性能
化学成分, %
Mn
P
S
A ls
≤0. 4 ≤0. 08 ≤0. 020 ≥0. 02
rm 1. 629 1. 489
nm 0. 197 0. 193
(4) 金相组织 对试验生产的 0. 9mm 厚钢板取样进行金相 显微组织分析, 其组织为均匀细小的铁素体+ 游 离渗碳体。 铁素体晶粒度为 8～ 9 级, 游离渗碳体 为 1 级, 如图 1。
100× 400× 图 1 鞍钢烘烤硬化钢板BH 340 金相组织
随着汽车工业进一步朝着减重、节能的趋势 发展, 前苏联、日本、德国、法国、英国、韩国等国家 相继对具有优异成形性和高强度的冲压钢板——
烘烤硬化 (BH ) 钢进行了研究。其中汽车工业发达 国家德国、日本和美国进展较快, BH 钢的生产形 成 了 较 完 整 系 列, 抗 拉 强 度 级 别 在 280～ 440M Pa。 表 1 给出了部分国家BH 钢的标准。 国内烘烤硬化冷轧高强钢板的开发经历了三 个阶段, 也可以说是用三种方法来生产。第一阶段 采用加磷的铝镇静钢生产, 第二阶段采用超低碳 的加磷铝镇静钢生产。 这两类钢板主要用于制造 卡车车身, 以减轻车身自重。如一汽集团已将中型 卡车的 36 个零件用烘烤硬化钢板生产, 零件的厚 度分别由 1. 2mm 减至 0. 9～ 1. 0mm、由 1. 0mm 减至 0. 8mm。 第三阶段是由 IF 钢来生产烘烤硬 化冷轧钢板, 目的是生产烘烤硬化型高强度 IF 钢 板。这其中也包括用烘烤硬化型高强度 IF 钢板生 产的镀锌板。 这类钢主要用于制造轿车车身。
SP FC 35BH
≥180 ≥220 ≥260 ≥180 ≥220 ≥260
≥185
≥300～ 360 ≥320～ 400 ≥380～ 440 ≥300～ 380 ≥320～ 400 ≥360～ 440
≥340～ 420
注: 3 : 0. 6mm ≤t< 1. 0mm ; 3 3 : 1. 0mm ≤t< 2. 3mm。
·38·
AN
GA N
G
T ECHNOLO GY
2002
年第
5
期
烘烤硬化高强深冲冷轧汽车板BH 340 的研制开发
郝(森鞍 钢刘集仁团东技 术时中晓心)光
于宁 (鞍钢集团新轧钢股份有限公司)
(
张万山 徐咏梅 鞍钢集团新钢铁公司)
摘要 介绍了烘烤硬化高强深冲冷轧汽车钢板 BH 340 的开发。 试验证明, 鞍钢生产的烘 烤硬化冷轧钢板 BH 340 是具有适中烘烤硬化值 (BH 值) 及良好成形性的汽车用钢, 能够满足 汽车实际生产工业的要求。
Abstract T he developm en t of bake ha rden ing co ld ro lled au tom ob ile steel sheet BH 340 w ith h igh streng th and deep d raw ing qua lity is in troduced. It ha s been p roved tha t bake ha rd2 en ing co ld ro lled steel sheet BH 340 p roduced in A ngang po ssesses app rop ria te bake ha rden ing va lue (BH va lue) and good fo rm ab ility, and thu s w ell m eets the requ irem en ts of au tom ob ile in2 du stry.
郝森 刘仁东 时晓光 于宁 张万山 徐咏梅 烘烤硬化高强深冲冷轧汽车板BH 340 的研制开发
表 1 部分国家BH 钢标准
标准
钢种
Ρs,M Pa
Ρb,M Pa
So llac (法国)
SEW 094 (德国)
J ISG3135 (日本)
E 180BH E 220BH E 260BH Zst180BH Zst220BH Zst260BH
关键词 冷轧钢板 烘烤硬化 时效
D eve lopm en t of B ake2ha rden ing Co ld Ro lled A u tom ob ile Stee l Shee t BH 340 w ith H igh St reng th and D eep D raw ing Q ua lity
≤0. 4 ≤0. 08 ≤0. 020 ≥0. 02
Ρs,M Pa Ρb,M Pa B 硼处理 ≥185 ≥340
≥185 ≥340
∆80, %
≥34 ≥34
源自文库
r
n BH ,M Pa
≥1. 40 ≥0. 19 ≥40 ≥1. 40 ≥0. 19 ≥30
4 烘烤硬化钢 BH 340 的技术方案
4. 1 微合金体系 按鞍山钢铁集团公司与一汽集团签订的技术
6 结论
分析连铸工艺改进前后多次的试验结果, 得 出结论: 采用结晶器喂 R E 丝方法, 关键的问题是 解决好 R E 丝穿过保护渣层时所产生的保护渣变 性问题。采用低碳、低碱度、高粘度保护渣, 调整好 R E 丝穿透保护渣层的角度, 选择适当线径的 R E 丝, 保证足够大的喂丝速度, 以确保 R E 丝以最短 的距离、最短的时间通过渣层, 对 R E 丝的成功喂 入具有重要的意义。
左 右后联接板
2100
合格率, % 100 100 100
8 结论
(1) 鞍钢研制开发的烘烤硬化高强深冲钢板 成分控制合理、工艺先进可行, 可以批量生产。
(2) 鞍钢研制开发的烘烤硬化高强深冲汽车 板 BH 340 是具有良好成形性及适中烘烤硬化值 的汽车用钢, 能够满足汽车实际生产的需要。
(编辑 孙永方) 收稿日期: 2002 年 6 月 12 日
批 号
BH 值,M Pa
10403294B
X1050004- 4
50, 50, 55
10403295B
X1050003- 4
65, 65, 65
图 2 烘烤硬化值的测定方法
按日本标准的规定, 对 BH 340 钢板在标准条
众所周知, 烘烤硬化量在一定范围内随固溶 C 含量的增加而增加。 图 3 给出了烘烤硬化量与 固溶碳含量之间的关系, 图 4 给出了在 N H I- 12 型高温真空内耗仪测出的室温至 300℃时的 1 Q —T 曲线, 并根据 Snock 峰高和 SKK 峰高度的 关系, 由特定公式计算出鞍钢烘烤硬化钢的固溶 含 量 为 9 1# : 6. 0～ 8. 8 ppm ( 0. 0 0 0 6 % ～ 0. 00088% )。
协议要求, 充分利用鞍钢“九五”改造后的先进设 备, 利用硼处理超低碳加磷镇静钢生产烘烤硬化 冷轧钢板。 4. 2 强化成形机制
(1) 固溶强化 (P、M n) ; (2) 烘烤硬化 (Snock 气团, Co ttrell 气团) ; (3) 织构控制。 4. 3 生产工艺流程 铁水预处理→转炉冶炼→RH 2TB 真空处理
36
290
375
36
X1050004
295
375
35
180°冷弯 d = 0, B = 35mm
完好
(3) BH 340 的成形性能见表 5。
《鞍钢技术》2002 年第 5 期
卷 号 10403294B 10403295B
表 5 BH 340 成形性能
批 号 X1050004- 4 X1050003- 4
Key W ords co ld ro lled steel sheet bake ha rden ing ag ing
1 前言
烘烤硬化汽车板 (B ake H a rden ing Steel, 简 称 BH 钢) 是一种将冲压用钢的深冲性能与合金 元 素 (P、M n) 固溶强化机制相结合, 并通过烘烤 硬化的强硬化机制而获得强度、深冲性与抗凹性 等综合性能优异的冷轧钢板。 其具有原始屈服应 力低、成形性好、冲压成形烘烤后屈服应力增大和 强度提高等特点, 完全符合汽车车体生产工艺及 使用的要求。 烘烤硬化冷轧高强钢板成功解决了 成形性与抗撞凹性之间的矛盾, 同时可减少汽车 自重, 节约能源。 因此, 烘烤硬化冷轧钢板已广泛 用于制造汽车的大型覆盖件。
2 烘烤硬化钢生产机理
BH 钢烘烤硬化的本质是应变时效。 在初始 状态时, 碳原子固溶于铁素体基体, 经过拉伸冷变 形后, 基体内的位错密度增加。 如果连续拉伸, 位
错线与碳原子不发生作用。 如果少量预变形的钢 板经过高温时效处理, 就会使碳原子扩散到位错 线周围, 形成气团 (co ttrell 气团) , 限制位错的运 动。这时如果使钢板变形就需要给予更大的力, 钢 板呈现出BH 性。近来的研究表明, 烘烤硬化的机 理为 Snoek 气团、Co ttrell 气团和弥散的第二相 粒子析出等的共同作用。
Hao Sen L iu Rendong Sh i X iaoguang
Y u N ing
(A ngang T echno logy Cen ter)
(A ngang N ew Steel Co. , L td)
Zhang W an shan Xu Y ongm e i
(A ngang N ew Iron and Steel Co. )
→板坯连铸→连铸坯加热→粗轧→1780 精轧→ 卷取→酸洗—连轧机组→全氢罩式炉退火→平整 →精整→入库。
5 试验结果
(1) BH 340 的化学成分见表 3。
表 3 BH 340 化学成分, w t%
炉罐号 C Si M n P S A ls N
B
013D 24150. 0080. 0170. 2560. 0620. 0005 0. 029 0. 0019适量加入 011D 24050. 0140. 0100. 2310. 077 0. 006 0. 031 0. 0016适量加入
6 烘烤硬化性能
烘烤硬化冷轧钢板的 BH 值是由钢板烘烤后 屈服应力的增量来表示的, 如图 2 所示。
件 ( 预 应 变 2% , 烘 烤 温 度 170℃, 烘 烤 时 间 20m in) 进行了检测, 其结果见表 6。 由结果可知, 烘烤硬化值达到了标准要求。
表 6 BH 340 烘烤硬化值
卷 号
图 4 烘烤硬化钢板BH 340 内耗—温度曲线
7 试冲结果
联系人: 郝森, 高级工程师, 1988 年毕业于东北大学, 硕士研究生, 现为鞍钢集团技术中心副主任 (114001)。
(上接第 37 页) 取改进工艺后的生产试板进行表面质量检查 和冲击性能检验。从带钢表面质量来看, 重皮等表 面缺陷基本消除; 取 ∆= 12mm 厚大生产试板进 行低温冲击试验, 从试验结果来看, 低温冲击明显 改善, 冲击性能稳定。 取- 60 ℃的低温冲击断口 在扫描电镜下进行观察, 可看出- 60 ℃时, 其横 向的断口仍有约 1. 0mm 宽的启裂带存在, 见图 6。