成分对超低碳高强度烘烤硬化钢板性能的影响.

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不同成分ELC-BH和IF钢板组织及性能分析

不同成分ELC-BH和IF钢板组织及性能分析

005 , .0 % N<004 ) .0 % 中加 入 适 量 的强 碳 氮 化 物 形成元 素 N b和 T, i固定 钢 中大部 分 c和所 有 的 N
2 实验 概 况
2 1 实验 原料 .
原子以保证钢具有超深冲性 ; 并在铁素体 中保 留 有一定 量 固溶 c原 子 , 退火 钢 板 经 冲 压变 形 和 使 随后 的烤 漆处 理后 强度 提 高 , 产生 烘烤 硬 化 性 , 提
材料 试验 机 )拉伸 速度 :0 m mn , 1m / i; B H值 的 测 试 条 件 : 拉 伸 2 , 烤 温 度 为 预 % 烘 10C, 7 ̄ 烘烤 时 间 为 2 钟 ; H值 测 试 拉 伸 采 用 0分 B
22 1 实 验钢 的轧 制工 艺如 图所示 : ..
15 1 电子拉力试验机 , 烤模拟使用远红外高低 8 烘 温程 控焊 条烘 箱 。
1 前

陷性 相 结合 的优 异 性 能 , 产 品 在 冲压 成 形 过 程 使 中 由于 屈服 强 度 低 而保 证 良好 的成 形性 , 同时 在 其后 的烤 漆过 程 中又可 使 屈服 强 度 升高 而 获得 高 的抗 凹陷性 , 因而 成 功 地 解 决 了成 形 性 和 抗 凹 陷 性之 间 的矛盾 , 具有较 I F钢相 同 的成 形性 , 高 的 更
加入 适量 的 P 并 根据 炼 钢 原 料 C N含 量 的 不 同 , 、
加入适量的强 C N化合元 素 T、 b冶炼出不同成 、 i , N 分 的五种 钢 。实验 用钢 的成分 如表 1 所示 :
Wt %
表 1 实验用钢 的化 学成分
收 稿 日期 :06—0 — 5 20 8 2
目前 , 车 工业 已 经成 为衡 量 各 国社 会 发 展 汽 水平 和发 达程 度 的一个 重要 方 面 。汽 车 的发 展势 必带来 其 相 关 产 业 如 材 料 、 金 等 的迅 速 发 展 。 冶 汽车工业 的 发 展 离 不 开 新 材 料 的 开 发 。 汽 车 钢 板 , 是 新 发 展起 来 的超 低 碳 高 强 度 烘 烤 硬 化 特别 钢板 的研究 开发 非 常迅 速 。本 文所研 究 的 内容 为 T处 理 的超 低 碳 高 强 度 烘 烤 硬 化 钢 板 ( i 简称 E C L

烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响

烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响

第21卷第4期2009年12月武汉工程职业技术学院学报Jou rnal of W uhan Engineering InstituteVol.21No.4Decemb er2009烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响段小平 胡吟萍(武汉钢铁(集团)公司研究院 湖北 武汉:430080)摘 要 研究分析烘烤温度、烘烤时间、预应变量等烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响。

结果发现在烘烤温度小于140 时,BH值随着烘烤温度的增加而显著增加,烘烤温度高于140 时,温度对其影响不大;2%预应变、140 烘烤条件下,超低碳钢的烘烤硬化效应在数分钟内迅速表现出来,20分钟内达到最大,随保温时间的继续增加,BH值并无明显变化;预变形量对BH 值有一定的影响,大于2%的预变形反而会减弱烘烤硬化效应。

关键词 超低碳烘烤硬化钢;烘烤温度;BH值;预变形;烘烤时间中图分类号:T G162.83 文献标识码:A 文章编号:1671 3524(2009)04 0008 03超低碳烘烤硬化钢(简称ULC-BH钢)具有超低碳无间隙原子超深冲钢的深冲性能和含磷钢板的高强度以及烘烤硬化钢板的抗凹性能,因而具有良好的综合性能,受到了汽车制造业的广泛关注,主要应用于制造汽车内、外面板等大型覆盖件[1 2]。

超低碳烘烤硬化钢的烘烤硬化效应不仅与钢本身有关,还与烘烤温度、时间和预变形量有密切关系,为了更好了解这些条件对U LC-BH钢烘烤硬化特性的影响,本文研究了不同烘烤条件(烘烤温度、烘烤时间、预变形量)下的U LC-BH钢的烘烤硬化特性。

1 实验材料和方法1.1 实验材料研究材料取自武钢工业化生产线,钢板的成分如表1所示。

表1 超低碳烘烤硬化钢化学成分(wt%)C Si M n P S N Nb Ti0.00150.0490.140.0150.0120.00240.0040.0131.2 实验方法工业生产中的钢板试样,在ZWICK-Z050型材料试验机上测试钢板的基本力学性能、烘烤硬化性能。

化学成分对产品性能的影响

化学成分对产品性能的影响

化学成分对产品性能的影响
1、碳(C):提高钢件强度,尤其是其热处理性能,但随着含碳量的增加,塑性和韧性下降,硬度、变形抗力增加,并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能。

2、锰(Mn):提高钢件强度,并在一定程度上提高可淬性。

即在淬火时增加了淬硬渗入的强度,锰还能改进表面质量,但是太多的锰对延展性和可焊性不利。

3、镍(Ni):提高钢件强度,改善低温下的韧性,提高耐大气腐蚀能力,并可保证稳定的热处理效果,减小氢脆的作用。

4、铬(Cr):能提高可淬性,改善耐磨性,提高耐腐蚀能力,并有利于高温下保持强度。

5、钼(Mo):能帮助控制可淬性,降低钢对回火脆性的敏感性,对提高高温下的抗拉强度有很大影响。

6、硼(B):能提高可淬性,并且有助于使低碳钢对热处理产生预期的反应。

7、矾(V):细化奥氏体晶粒,改善韧性。

8、硅(Si):保证钢件的强度,适当的含量可以改善钢件塑性和韧性。

9、含硫量:它在钢中与铁、锰化合形成硫化物,使钢出现热脆性。

同时促使带状组织的产生而使变形抗力增加,塑性下降,一般要求钢材的含硫量在0.06%以下。

10、含磷量:磷易溶于钢中的铁素体,显著地降低塑性,提高其强度及硬度,使变形抗力增加,当含磷量超过0.1%时影响更为显著。

磷还促使钢材产生强烈的冷作硬化。

一般应在0.06%以下。

烘烤硬化钢介绍_

烘烤硬化钢介绍_

4.时效的危害 4.时效的危害 时效后的材料冲压后容易产生滑移线, 时效后的材料冲压后容易产生滑移线, 影响涂装,严重的导致冲压开裂。 影响涂装,严重的导致冲压开裂。
5.烘烤硬化钢使用注意事项 5.烘烤硬化钢使用注意事项
生产试验 在100度、2小时(相当于室温1个月),YP_EL=0.3%; 在100度、3小时(相当于室温2个月),YP_EL=0.35%; 100 3 2 YP_EL=0.35% 在100度、5小时(相当于室温3个月),YP_EL=0.4%; 在100度、10小时(相当于室温6个月),YP_EL=0.55%。
宝钢超低碳烘烤硬化钢介绍
2007年1月 年 月
1.烘烤硬化钢发展的基础 1.烘烤硬化钢发展的基础
随着汽车工业的发展,减轻车重、提高安全性、降低能 耗、减少环境污染已成为现代汽车的发展趋势。提高汽车用 钢板的强度是降低钢板厚度、减轻车重从而降低能耗的有效 途径。在近几年的新车型设计中,高强度钢板的使用比率呈 上升的趋势。在汽车轻量化的进程中,外部件使用高强度钢 板的发展速度最快,以提高零件的抗凹陷性能。目前几乎所 有车型的门外板、发罩外板及行李箱盖等零件都使用高强钢, 其中大部分为冷轧超低碳烘烤硬化钢。
谢 谢 !
2.超低碳烘烤硬化钢机理 2.超低碳烘烤硬化钢机理
烘烤硬化钢是通过固溶强化实现的,即:钢中存在 一定量的固溶C或N原子。冲压过程后,材料中形成一 定密度的位错。通过在一定温度及时间条件下的烘烤, 钢种固溶的C或N原子扩散,与位错发生交互作用,固 溶C或N原子对位错起钉扎作用,使材料的屈服强度上 升、抗凹陷性能提高。
2.超低碳烘烤硬化钢机理 2.超低碳烘烤硬化钢机理Biblioteka 载 荷 BHWH延伸率
3.烘烤硬化钢特性 3.烘烤硬化钢特性

冷轧超低碳烘烤硬化钢的时效性研究

冷轧超低碳烘烤硬化钢的时效性研究

4 3 6・
材料 导报
2 0 烘烤 硬 化 钢 的 时效 性研 究
田中青
( 宝 山钢铁股份有 限公 司制造 管理部 , 上海 2 0 1 9 0 0 )
摘 要 通 过 加 速 时 效 和 自然 时 效 方 式 , 研 究 了两 种 不 同成 分 体 系冷 轧 超 低 碳 烘 烤 硬 化 钢 的 强 度 变化 趋 势 。 经
Ba ke - Ha r d e ni ng S t e e l
TI AN Zh o ng q i n g
( Ma n u f a c t u r i n g  ̄Ma n a g e me n t De p a r t me n t ,B a o s t e e l Co . Lt d . ,S h a n g h a i 2 0 1 9 0 0 )
Ab s t r a c t Th e s t r e n g t h c h a n g e t r e n d o f t wo d i f f e r e n t c o mp o n e n t c o l d - r o l l i n g u l t r a - l o w c a r b o n b a k e - h a r d e n i n g
0 引 言
超 低碳烘 烤硬 化钢 ( UI C - BH钢 ) 是在 超低 碳 钢 ( 碳 含 量

目前 文献 报道 中关 于 UI C - B H 钢 的 时效 性 研究 主要 集 中在 时效 过程 的析 出物研 究 、 不 同时效 条 件 下材 料 的 强度
变化 ] 、 工艺条 件对 时效性 的影 响 等方 面 。
过 加 速 时效 和 自然 时 效后 , 超 低 碳 烘 烤 硬 化 钢 的 屈服 强 度 、 屈 服 延 伸 率上 升 , 断裂延伸率 下降, 抗 拉 强度 无 明 显 变 化 ;

440MPa级新型高强度烘烤硬化钢的组织与性能研究

440MPa级新型高强度烘烤硬化钢的组织与性能研究
惠亚军 :硕士 ,工程师。收稿/2018-02—10
烘烤 硬化 钢 是 以低 碳 或超低 碳 钢为基 础 ,通 过添 加少 量 的铝 、钛 、铌 、磷 和锰 等微合 金 元 素 制成 残余 少量 处 于 固溶 态 的碳原 子 和氮原 子 的优 质 薄 板 。 。与普 通汽 车钢 板 (如铝 镇 定 钢 ) 和 高强 度 钢 板 (如 含 磷 高 强 钢 ) 相 比 ,它 具 有 适 中 的屈服 强度 ,可 克服 高强 板贴 模性 和定 形性 差 的弱 点 ,成 形 及 涂 漆 烘 烤 后 ,屈 服 强 度 得 到 提 高 ,又能 克服 普通 汽车 钢板 屈服 强度 低和 局部 凹 痕 抗 力差 的弱 点 。烘烤 硬化 钢 的特点 是钢 板在 交 货 状 态下 有较 低 的屈服 应力 ,在 成形后 经 烘烤 时 效 处理 ,屈 服 强度会 得 到很 大程 度 的提高 ,这 刚 好 与 车身生 产 工艺 和使 用性 能要求 一致 。采用 烘 烤 硬化 钢不 影 响成形 件 的成形 稳定 性 ,且 提高 了 抗 凹 陷性 ,有利 于实 现 汽车外 板 的薄壁 化 。烘 烤 硬 化钢 以其 优 良的成 形性 能 和烘烤 硬化 特性 ,长 期 以来 被广 泛应 用 于汽 车行业 ,成为制 造 汽车 覆 盖 件最 理 想 的材 料 墙J。但 长 期 以来 ,烘 烤 硬 化 钢抗 拉 强度 较低 的情 况 一直没 有得 到改 善 ,因此 不 得不 采用 增加 钢板 厚度 的办 法来 提 高抗 冲击 性 能 ,但 这 必 将 加 大 车 体 重 量 ,增 加 汽 车 尾 气 排
Study of M icrostructure and Properties of a New 440 M Pa G rade High Strength Bake H ardening Steel

固溶碳含量对ULC BH钢烘烤硬化性能的影响_杨晰

固溶碳含量对ULC BH钢烘烤硬化性能的影响_杨晰
摘要: 研究了固溶碳含量对 ULC-BH 钢烘烤硬化性能的影响,测量了不同烘烤时间下的烘烤硬化( BH) 值,通过内耗试验分析固溶 碳含量变化。结果表明,对试样进行相同预变形、不同时间烘烤硬化处理后,随烘烤时间增加,BH 值先快速增大再基本不变最后增 大; Snoek 峰峰高随烘烤时间的延长而降低,固溶碳含量随时间延长而降低; 对于试验钢,常规的烘烤工艺 170 ℃ × 20 min 没有达到 最大的 BH 值,但继续增加烘烤时间 BH 值提高缓慢。 关键词: 固溶碳; 超低碳烘烤硬化钢; BH 值; 烘烤时间; Snoek 峰 中图分类号: TG156. 9 文献标志码: A 文章编号: 0254-6051( 2014) 08-0081-04
表1 Table 1
不同烘烤时间下的内耗值 Q -1 、峰温 Tm 、 峰频 fm 和激活能 H
Q -1 ,Tm ,fm and H with different aging time
烘烤时间 t / min Q - 1 /10 - 4
Tm /K
fm / Hz
H / eV
0( 未处理)
1. 60
333
H = RTmln( KB Tm / hfm) + TmΔS
( 2)
式( 2) 中,Tm 和 fm 分别为内耗峰的峰温和峰频,
R 为气体常数,KB 为玻尔兹曼常数,h 为普朗克常数, ΔS 为熵变,其数值为 1. 1 × 10 - 4 eV / K。由此求得不
同处理条件下试样的激活能 H 的大小如表 1。根据各
图 1 标准试样的 BH 值 Fig. 1 BH values of the standard samples
背景内耗。
Q - 1 ( T) = Q1- 1 ( T) + Q2- 1 ( T)

预应变量对超低碳烘烤硬化(ULC-BH)钢硬化性能的影响

预应变量对超低碳烘烤硬化(ULC-BH)钢硬化性能的影响
第3 5卷第 l 期 2 0 1 4年 2月
特 殊钢
S P E CI AL S TE E L
Vo 1 . 3 5 . No . 1
F e b r u a r y 2 01 4 ・61・
预应 变 量对 超 低碳 烘 烤 硬 化 ( U L C — B H) 钢硬 化 性 能 的影 响
减小 。 关键词 预应变 来自低碳烘烤硬化钢 烘烤硬化值C o t t r e l l 气团 位错密度
Ef fe c t o f Pr e s t r a i n o n Ba k e Ha r d e n i n g p r o p e r t y o f Ul t r a - Lo w
C a r b o n B a k e Ha r d e n i n g( UL C・ B H)S t e e l
Y a n g X i , L i We i j u a n , J i n X i a o l o n g a n d S u n C h e n g q i a n
Ab s t r a c t T h e b a k e h a r d e n i n g v a l u e s( B H) 0 f UL C — B H s t e e l 1 mm a n n e a l e d c o l d r o l l e d s h e e t( / % :0 . 0 0 2 C, 0 . 0 0 8 S i ,0 . 6 0 Mn,0 . 0 4 3 P,0 . 0 0 9 S,0 . 0 3 1 Al ,0 . 0 1 7 T i )w i t h p r e s t r a i n i n g b y 2 % ~1 0 % a n d b a k i n g a t 1 7 O o C f o r 2 0

Nb超低碳烘烤硬化钢的组织和性能研究

Nb超低碳烘烤硬化钢的组织和性能研究
第2 卷 第 3 2 期 2 0年 9月 01
武汉 工 程 职 业 技 术 学 院 学 报
J r a W uh n Eng ne rng I tt e ou n l of a i e i nsiut
Nb超 低 碳 烘 烤 硬 化 钢 的 组 织 和 性 能 研 究
孙 方 义 吴 青 松
酸洗 冷 轧 , 轧 总 压 下 率 8 , 2  ̄ 温 连 续 退 冷 O 8 OC高
收 稿 日期 :O 00—8 2 1 52 修 回 日期 :0 00 8 2 1-62
作者 简 介 : 方 义 ( 9 6 ) 男 , 程 师 . i sy 9 O wi o c r. n 孙 17 ~ , 工 E mal l 0 7 @ s . o c : c n
度 8 9级 , 型 的 冷 轧 成 品 金 相 组 织 如 图 1 b 所 ~ 典 ()
效倾向, 以期对 B 钢 的生产 和产 品应 用有 所 帮助 。 H
1 试 料 条 件 及 试 验
试 验 材 料 为 工 业 生 产 的 冷 轧 板 , 厚 0 7 m 板 .r a
示, 符合 冷 轧成 品屈 服强 度 1 0 4 MP 8  ̄2 0 a的 目标设
计 , 板 的 ≥ 1 9 n。 0 2 , 有 良好 的 成 形 性 钢 . 、 。≥ . 0 具 能, 时 B 同 H 值 的 集 中 区 域 在 3 ~ 5 M P 5 0 a的 范 围 内 , 烤 硬 化 性 能 优 良 , 在 理 想 的 烘 烤 硬 化 钢 的 烘 处 的 Nb超 低 碳 烘 烤 硬 化 钢 W H1 0 板 坯 经 热 轧 后 8 B,
最 为理 想 。
关 键 词 Nb 超 低 碳 ; 烤 硬 化 ; 织 ; 温 时 效 ; 烘 组 室

钢材的化学成分中可提高钢材的强度的c

钢材的化学成分中可提高钢材的强度的c

钢材的化学成分中可提高钢材的强度的c
钢材的强度是指钢材所能承受的外力或负荷的能力,而钢材的化学成分中的元素C,即碳元素,对钢材的强度有着重要的影响。

钢材中的碳元素可以通过调整含量来提高钢材的强度。

通常情况下,钢材中的碳含量在0.2%至2.1%之间。

当碳含量较低时,钢材的强度较低,但具有较好的韧性和可塑性。

而当碳含量增加时,钢材的强度会显著提高,但韧性和可塑性会相应减弱。

碳元素通过固溶强化和析出强化的机制来提高钢材的强度。

固溶强化是指在钢材中加入一定量的碳元素后,碳元素会溶解在铁基体中,使晶体结构变得更加紧密,从而提高钢材的强度。

析出强化是指在钢材中加入一定量的碳元素后,部分碳元素会析出形成碳化物的沉淀,这些沉淀物会阻碍晶粒的滑移和扩展,从而提高钢材的强度。

碳元素还可以通过调整钢材的热处理工艺来进一步提高钢材的强度。

例如,对于低碳钢材,可以通过加热和快速冷却的淬火处理来提高钢材的强度。

而对于高碳钢材,则可以通过加热和缓慢冷却的退火处理来降低钢材的硬度,提高钢材的韧性和可塑性。

碳元素是调整钢材强度的重要元素。

通过调整钢材中的碳含量以及热处理工艺,可以有效提高钢材的强度。

然而,在使用钢材时,还需要综合考虑钢材的其他性能指标,如韧性、可塑性和耐蚀性等,以满足不同应用场景的需求。

各种化学成分对钢板的作用

各种化学成分对钢板的作用

各种化学成分对钢板的作用钢板是由铁和碳组成的合金材料,为了提高钢板的性能和应用范围,常常通过添加一些化学成分来改变其组成和结构。

以下是一些常用的化学成分对钢板的作用:1.碳(C):碳是钢板中最主要的合金元素之一,对钢板的强度和硬度起着关键作用。

通过控制碳含量,可以调整钢板的硬度和强度,增加其耐磨性和耐腐蚀性能。

高碳钢板通常用于制造高强度的构件和刀具。

2.硅(Si):硅是一种常见的钢板合金元素,能够提高钢板的抗氧化性和耐高温性能,同时对于合金化和脱氧有重要作用。

硅还可以提高钢板的抗疲劳性和冷加工性能,广泛用于制造汽车和电子设备。

3.锰(Mn):锰是一种重要的钢板合金元素,能够提高钢板的强度和硬度,并增加其耐磨性和抗冲击性能。

适当添加锰可以改善钢板的可焊接性和耐腐蚀性。

锰广泛应用于制造建筑、机械和船舶等领域。

4.磷(P):磷是一种常见的钢板合金元素,能够提高钢板的刚性和强度。

适量的磷可以改善钢板的加工性能和机械性能,但过量的磷会导致钢板的韧性和冷脆性降低。

磷通常用于制造耐高温和耐磨件。

5.硫(S):硫是一种常见的钢板合金元素,能够提高钢板的切削性能和加工性能,并改善钢板的耐腐蚀性能。

但高硫钢板容易产生热脆现象,因此在制造要求高韧性的构件时需要控制硫含量。

6.铜(Cu):铜是一种常见的钢板合金元素,能够提高钢板的强度、硬度和耐腐蚀性能。

适量的铜可以提高钢板的可焊接性和冷加工性能,但过多的铜会降低钢板的塑性和韧性。

7.镍(Ni):镍是一种常用的钢板合金元素,能够提高钢板的强度、硬度和耐磨性能。

镍还可以改善钢板的耐腐蚀性和抗热脆性,广泛应用于制造化工装置、核能设备和海洋工程。

8.钒(V)、钨(W)、钛(Ti)等:这些元素通常被添加到钢板中以改善其耐高温性能和强度。

钒可以提高钢板的强度和韧性,钨可以提高钢板的硬度和耐磨性,钛可以提高钢板的强度和耐腐蚀性。

总之,不同的化学成分可以通过调整钢板的组成和结构,改变其性能和应用范围。

各种化学成分对钢板的作用

各种化学成分对钢板的作用

各种化学成分对钢板的作用钢板是由铁和其他元素合金化而成的一种重要材料。

不同的化学成分对钢板的性能和用途有着不同的影响。

以下是各种常见化学成分对钢板性能的作用:1.碳(C):碳是钢中的主要合金元素,对钢的硬度和强度具有重要影响。

高碳钢具有较高的硬度和强度,适用于制造切削工具和弹簧;低碳钢则具有较好的可塑性和可焊性,适用于制造轴承、车辆构件等。

2.硅(Si):硅可以提高钢的热稳定性和耐热性。

适量的硅含量可以提高钢的强度和硬度,并改善钢的抗腐蚀性能。

硅还可以降低钢铁的液态表面张力,有利于铸造。

3.锰(Mn):锰是一种重要的合金元素,可以提高钢的强度和硬度。

适量的锰含量还可以提高钢的韧性和可塑性,改善冷加工性能。

4.磷(P)和硫(S):磷和硫是一种低成本的合金元素,但它们对钢的性能有着不利的影响。

高磷和高硫含量会降低钢的韧性和冷加工性能。

因此,在制造高质量的钢板时,需要严格控制磷和硫的含量。

5.铬(Cr):铬可以提高钢的抗腐蚀性能,形成一层致密的氧化膜,保护钢板免受大气和水的侵蚀。

铬还可以提高钢的硬度和耐磨性。

不锈钢中的高铬含量可以使钢具有耐高温和耐腐蚀的特性。

6.镍(Ni):镍可以提高钢的强度和韧性,同时提高钢的耐腐蚀性能。

镍还可以改善钢的冷加工性能,并提高高温下的稳定性。

7.钒(V)和钼(Mo):钒和钼是常用的合金元素,可以提高钢的硬度、强度和耐磨性。

钼还可以提高钢的抗腐蚀性能。

钒和钼常被用于制造高速工具钢和耐磨钢板。

8.氮(N)和氢(H):氮和氢是钢中的杂质元素,它们会导致钢的脆化和抗拉强度下降。

在钢制造过程中,需要尽可能减少氮和氢的含量。

除以上列举的元素外,钢中还可以添加其他合金元素如钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)等,以提高钢板的特殊性能。

不同成分的添加可以使钢板具有不同的特性,如高强度、高韧性、耐腐蚀性、耐磨性等。

总结起来,不同化学成分对钢板性能的影响有所不同。

正确合理地选择和控制化学成分,可以使钢板具备优良的物理性能和化学性能,满足各种工程用途的要求。

超低碳冷轧烘烤硬化高强钢板的研制

超低碳冷轧烘烤硬化高强钢板的研制

届时,先进高强钢(包括新的1.2GPa超 高强度钢)将帮助日产汽车降低车身重 量,提高燃油经济性。
植恒毅摘自{Iron&Steel 留》。2013。(5):9
Technolo一
万方数据

Nb
Mn d0.70

S 0.0090
AIs
0.05~0.09
0.0400<O.05
2.3热轧工序 在Nb处理或Nb+Ti复合处理的超低碳钢 中,Ti或Nb添加量较少时,往往采用较低的板坯 加热温度和开轧温度;终轧在奥氏体区进行,采用 快速大压下、尽可能低的终轧温度;卷取采用高温 卷取(>680℃),即二低一高的热轧工艺[5],热轧 组织为铁素体+少量珠光体,见图1。
Z600电子拉伸机上进行性能检测。试制成
品力学性能见表2,其性能完全满足相关标准 要求。
表2试制成品力学性能
3.2试制成品烘烤硬化(BH)性能 在试验钢成品板3个方向取样,按照GB/T 24174—2009标准进行BH:值检验,烘烤硬化曲 线见图3,结果显示,在0。、45。、90。3个方向的 BH:值分别为43、39、42 MPa。 3.3成品显微组织及织构分析 在成品板宽度1/4处取金相样,进行样品打 磨、抛光、腐蚀,利用光学显微镜观察组织,采用X 射线衍射仪进行织构分析。成品组织为铁素体, 晶粒度为9.8级,见图4,成品的主要织构为 {111)<110>和{111)<112>,说明试验钢具有 良好的深冲性能。织构ODF图见图5。 3.4二次加工脆性检验 在IF钢中添加P元素必须考虑冷加工脆性
170℃的温度下进行20min高温涂漆烘烤后,屈 服强度大大增加,抗凹陷能力也随之增强[1]。烘 烤硬化汽车板正是依据汽车板在喷涂烤漆高温时 效过程中屈服强度提高这一特性而得名。目前, 已开发出的BH钢板主要有4类:氮化钢板、双相 钢板、含磷铝镇静烘烤硬化钢板和超低碳烘烤硬 化钢板(ELC—BH钢板)。ELC—BH钢板具有良 好的冲压成形性能和塑性、较高的抗凹陷性能和 强度,适合于汽车零件,特别是汽车车身外覆盖件 的冲压成形D’3]。据资料介绍,汽车自身质量每 减轻1%,燃油消耗可下降0.6%~1.0%。轿 车车身钢板约占整车钢材的75%,因此采用BH 等高强度钢板来减薄汽车板的厚度以减轻汽车自 身质量是降低油耗的有效措施[4]。为适应汽车工 业发展的需要,本钢集团有限公司对260BH超低

成分对超低碳高强度烘烤硬化钢板性能的影响.

成分对超低碳高强度烘烤硬化钢板性能的影响.

成分对超低碳高强度烘烤硬化钢板性能的影响.成分对超低碳高强度烘烤硬化钢板性能的影响关小军潘伟周家成王作成朱学军摘要研究了P、Ti、C、N等元素对超低碳高强度烘烤硬化(BH)钢板的强度、塑性和烘烤硬化值的影响,结果可见,C 0.004%,N 0.0047%,P 0.094%,Ti 0.017%的钢板具有较好的综合性能。

关键词Ti 钢板烘烤硬化Effect of Composition on Properties of Extra Low-Carbon and High Strength Bake Hardening Sheet SteelGuan Xiaojun, Pan Wei, Zhou Jiajuan and Wang Zuocheng (College of Material Science and Technology, Shandong University ofTechnology, Jinan 250061)Zhu Xuegang(Wuhan Iron and Steel Company)Abstract The effect of P,Ti,C and N on the strength, plasticity and bake hardening value of extra low-carbon and high strength bake hardening sheet steel has been studied. The testing results show that the C 0.0040% -N 0.0047% -P 0.094% -Ti 0.017% steel plate has excellent comprehensive properties.Material Index Ti, Sheet Steel, Bake hardening超低碳高强度烘烤硬化钢板(简称ELC-BH钢板)系第3代汽车冲压钢板品种之一,是在超低碳钢(C≤0.005%,N≤0.004%)中加入适量的Nb 或Ti,使钢中的C、N原子绝大部分被固定成碳氮化物[Ti(CN),Nb(CN)],来保证其深冲性(> 1.7,>0.21),在铁素体中保留一定量的固溶C 原子,可使退火钢板经冲压成形和烤漆处理后得以硬化(BH=30~50MPa),≥340MPa)。

烘烤硬化钢140BH组织和性能的研究

烘烤硬化钢140BH组织和性能的研究

烘烤硬化钢140BH组织和性能的研究【摘要】:本文采用光学显微镜对经过不同退火制度后的烘烤硬化钢140BH退火钢板的金相显微组织进行观察,在拉伸试验机和X射线衍射仪上分别对退火钢板的力学性能、烘烤硬化值以及退火板织构进行研究。

试验结果表明,烘烤硬化钢140BH退火退火板的组织为再结晶铁素体晶粒。

随连续退火温度的升高,140BH的晶粒尺寸变大,第二相NbC的固溶度积增大,{111}织构加强,造成钢板的强度下降,延伸率、n值、r平均值和BH值升高。

连续退火温度在860℃时,各项力学性能达到最佳值。

【关键词】:烘烤硬化钢,连续退火温度,组织,力学性能,织构Research on Microstructure and Properties ofBake-hardening Steel 140BHAbstract: The microstructure of bake-hardening annealed steel sheets 140BH was observed using optical microscopy. The mechanical properties of annealed steel sheet, as well as the annealed texture was investigated using tensile test machine and X-ray diffractometer respectively. The results show that the microstructure of bake-hardening steel 140BH was ferrite recrystallized grain. As the continuous annealing temperature arising, strength decreased while the related ductility, n, r, BH values increased. At 860℃, the properties of bake-hardening steel 140BH were maximized.Key words: Bake-hardening Steel, Continuous Annealing Temperature, Microstructure, Mechanical Property, Texture1.前言以超低碳钢为基础,通过添加微量元素Nb或Ti而制成的烘烤硬化冷轧钢板,兼有优良的深冲性能和高的烘烤硬化性能的新型优质汽车用钢板。

C、P含量对烘烤硬化钢组织性能的影响

C、P含量对烘烤硬化钢组织性能的影响

C、P含量对烘烤硬化钢组织性能的影响王建平;高洪刚【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P13-16)【作者】王建平;高洪刚【作者单位】本钢板材股份有限公司产品研究院,辽宁本溪117021;本钢板材股份有限公司产品研究院,辽宁本溪117021【正文语种】中文烘烤硬化钢能够很好的解决汽车面板良好的成形性和强度高的抗凹陷能力这一矛盾,烘烤硬化钢主要应用在汽车门内外面板、发动机盖板等大型覆盖件。

这种钢既具有强度又具有较高的可成形性,在烘烤硬化效应中,位错的钉扎是在材料施加压力之后的涂漆烘烤中才发生的,使得钢有一个固溶强化过程,在成形后使强度再进一步提高。

BH钢板的特点是具有烘烤硬化性,在冲压成形之前钢板比较软,钢板原来的屈服强度比较低,成形性能也比较好,钢板在冲成汽车零件之后在涂漆烘烤过程中通过时效处理能够提高钢板的屈服强度,最终冲压后的零件表现出较高的抗凹陷性能[1]。

试验的过程试验钢化学成分的控制试验研究,几炉钢化学成分除C、P含量相差较大外,其余元素均相近。

同时热轧和冷轧工序基本相同的条件下,对冷轧成品性能和组织进行分析和总结,从而找出规律。

下面是6炉试验钢的主要化学成分及C、P含量差见表1。

各工序工艺情况这6炉试验钢热轧终轧、卷曲温度、目标温度一致,热轧工艺采用终轧温度900±15 ℃,卷曲温度700±15 ℃。

冷轧连退温度和保温温度控制在850±10 ℃,过时效温度控制在400±10 ℃,成品厚度为0.8 mm,连退速度控制在200±20 m/min,受设备能力限制,冷速控制在30 ℃/s以上,见图1所示。

组织及性能检测针对此6炉成品除正常大生产力学检验外,工艺稳定后每炉成品抽取1块试样,分别按照GBT-228-2006中P14、P6试样要求试样加工中心给加工成标准的拉伸试样,在通过汽车板工程实验室进行性能的检测实验。

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入 1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。

含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。

硅量增加,会降低钢的焊接性能。

3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%,在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。

锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。

在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。

各种化学成分对钢板的作用

各种化学成分对钢板的作用

各种化学成分对钢板的作用钢板是一种常用的建筑和制造材料,具有优异的强度和耐用性。

在制造过程中,可以通过添加各种化学成分来改善钢板的性能和特性。

以下是一些常见的化学成分及其对钢板的作用:1.碳(C):碳是钢铁的主要合金元素,在钢板中的含量通常在0.02%~2.1%之间。

碳能够提高钢板的硬度和强度,但过多的碳含量会导致钢板变脆。

因此,通过控制碳含量,可以调节钢板的机械性能。

2.硅(Si):硅是另一个常见的钢铁合金元素。

添加适量的硅可以提高钢板的硬度和强度,并增加其耐腐蚀性。

此外,硅也有利于调节钢板的热处理性能。

3.锰(Mn):锰是一种常见的合金元素,可以增强钢板的强度和韧性。

锰还可以提高钢板的热处理反应性,促进晶粒细化和强化。

4.磷(P)和硫(S):磷和硫是常见的杂质元素,在钢铁中通常以少量存在。

过高的磷和硫含量可能导致钢板变脆,并降低其强度和韧性。

因此,在生产过程中需控制这两种元素的含量。

5.铬(Cr):铬元素能够增加钢板的硬度和耐氧化性。

由于其良好的耐腐蚀性,铬通常用于制造不锈钢和耐蚀钢板。

6.镍(Ni):镍可以提高钢板的强度和韧性,并增加其耐腐蚀性能。

此外,镍还可以降低钢板的温度变形和晶粒长大速率,因此常用于制造高温和高压设备。

7.钼(Mo):钼是一种常用的合金元素,可以提高钢板的强度和硬度,并提高其耐腐蚀性能。

钼还有利于提高钢板在高温和高应力条件下的性能。

除了上述元素外,还可以在钢板中添加其他合金元素,如铜、铝、锌等,以增加其特定的性能。

例如,铜能够提高钢板的耐腐蚀性能和导电性能,铝可以降低钢板的密度,并提高其硬度和韧性,锌可以提高钢板的耐蚀性能。

总的来说,通过调整化学成分的含量和添加合金元素,可以改善钢板的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性以及其他特定性能。

这些变化能够使钢板满足不同领域和应用的需求,如建筑、汽车、航空航天、电子等。

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成分对超低碳高强度烘烤硬化钢板性能的影响关小军潘伟周家成王作成朱学军摘要研究了P、Ti、C、N等元素对超低碳高强度烘烤硬化(BH)钢板的强度、塑性和烘烤硬化值的影响,结果可见,C 0.004%,N 0.0047%,P 0.094%,Ti 0.017%的钢板具有较好的综合性能。

关键词Ti 钢板烘烤硬化Effect of Composition on Properties of Extra Low-Carbon and High Strength Bake Hardening Sheet SteelGuan Xiaojun, Pan Wei, Zhou Jiajuan and Wang Zuocheng (College of Material Science and Technology, Shandong University ofTechnology, Jinan 250061)Zhu Xuegang(Wuhan Iron and Steel Company)Abstract The effect of P,Ti,C and N on the strength, plasticity and bake hardening value of extra low-carbon and high strength bake hardening sheet steel has been studied. The testing results show that the C 0.0040% -N 0.0047% -P 0.094% -Ti 0.017% steel plate has excellent comprehensive properties.Material Index Ti, Sheet Steel, Bake hardening超低碳高强度烘烤硬化钢板(简称ELC-BH钢板)系第3代汽车冲压钢板品种之一,是在超低碳钢(C≤0.005%,N≤0.004%)中加入适量的Nb 或Ti,使钢中的C、N原子绝大部分被固定成碳氮化物[Ti(CN),Nb(CN)],来保证其深冲性(> 1.7,>0.21),在铁素体中保留一定量的固溶C原子,可使退火钢板经冲压成形和烤漆处理后得以硬化(BH=30~50MPa),≥340MPa)。

同时添加相应量的P进行固溶强化,进一步提高强度水平(σb该钢板是用做轿车车身覆盖件的理想材料,具有广泛的应用前景[1]。

近几年国际上开发了Ti处理的ELC-BH钢板,与传统Nb处理和Nb+Ti处理的ELC-BH钢板在成分设计和工艺控制上有所不同,成分设计,采用Ti来固定钢中的N和部分的C,在钢中保留一定量固溶C原子。

在工艺控制上,由于退火前的工艺过程中一定量的固溶C原子始终存在于钢中,不象传统的ELC-BH钢板那样需要高温退火和快速冷却,简化了退火工艺,为实现在线生产热镀锌板提供了可行性[2]。

1 试验材料与方法试验用钢由实验室50 kg真空感应炉熔炼,化学成分见表1。

表中No.2钢的Ti 含量高于No.1钢,No.3钢的Ti 含量最高且加入了微量的微合金化元素Nb 。

表1 试验钢板的化学成分/%Table 1 Chemical compositions of testing sheet steel/%试验钢浇铸成30 kg 的钢锭,经锻造、热轧至5 mm 厚的热轧板。

终轧温度No.1钢为840 ℃,其余为900 ℃,热轧压下率约为84%。

热轧板冷至720 ℃时,放入同样温度的加热炉中保温2 h 后,敞开炉门随炉冷却,以模拟现场卷取条件。

热轧卷取后的板坯经酸洗、焊接后,冷轧至厚度为1.0 mm 的薄板,再模拟实际生产中的罩式炉退火。

具体过程为:将冷轧后的钢板截成800 mm 长,入炉加热,均热温度720 ℃,保温4 h ,取出空冷,冷却速度为6 ℃/s。

试验钢板的性能测试,采用单向拉伸试验并在Instron -1185材料试验机上进行,横向取样,值和值按国标GB5027-85和国标GB5028-85测定,实测以拉伸变形15%时的对应值为准。

烘烤硬化值BH 由预变形为2%时所对应的流变应力与随后经170 ℃、20 min 烘烤而再次拉伸时的屈服应力的差值而定。

2 试验结果试验钢板的性能和金相组织见表2和图1。

可以看出,No.1板强度和BH 值最高,塑性最差且值最低;No.2板比No.3板有很理想的BH 值,塑性较好且值较高,强度差别不大。

No.2板具有最好的综合性能。

表2 试验钢板的性能Table 2 Properties of testing sheet steel图1 试验钢板的退火组织(a) No.1板Ti 0.010%; (b) No.2板 Ti 0.017%; (c) No.3板 Ti 0.035%Fig.1 Annealing structure of testing sheet steel(a) No.1, Ti 0.010%; (b) No.2, Ti 0.017%; (c) No.3, Ti 0.035%图1中No.1板和No.2板具有平均晶粒大小相似的晶粒组织,差别在于No.1板中晶粒的均匀程度比No.2板稍差,No.3板组织与另两种实验钢板组织相比晶粒明显细小。

3 讨论3.1 强度与塑性变化的原因试验钢板的强度和塑性变化与磷含量和晶粒组织状态有关。

磷含量越多,固溶强化作用越大,使塑性变差的影响也越强。

晶粒越细小且不均匀强度越大,强度增加和塑性减弱的趋势越强。

No.1板中含磷量最高,而且两相区终轧产生的混晶组织在一定程度上保留在退火组织中,导致了该板的强度最高,塑性最差。

No.3板中细小晶粒的退火组织弥补了含磷量较少的影响,使其强度与No.2板相似,且塑性有所损害。

3.2 烘烤硬化值变化的原因ELC-BH钢板的烘烤硬化性实质上是固溶C原子存在的宏观反映。

钢板中C原子数量越多,则BH值越高[1]。

为便于比较试验钢板中固溶C、N原子数量,假定:①钢板中Ti原子只与N、C原子结合而形成TiN、TiC 等二相粒子,且TiN在TiC之前析出;②由于钢板中Als含量很低,可以认为无AlN二相粒子形成;③钢板中Nb原子在TiC析出后才与C原子结合而形成NbC。

由此,可采用下式估算钢板中固溶C、N原子含量(%):=N-Ti/3.42 (1)N固溶=C-(Ti-3.42N)/4-Nb/7.7 (2)C固溶式中,C、N、Ti分别表示钢板中C、N、Ti元素的含量(%)。

当由(1)式计算得到的N≤0,表明N原子全部被固定,可再采用(2)式估算钢板固溶中固溶C原子含量。

按上述两式估算试验钢板中固溶C、N原子含量如表3所示。

表3 试验钢板中固溶C、N的含量/%Table 3 Content of solid solution C and N in testing sheet steel/%可见,No.1板中不仅C原子全部未被固定,而且部分N原子也未被固定,间隙原子数量最多,因而BH值最高。

No.3板不存在间隙原子,BH值很小,可谓无烘烤硬化性能。

No.2板中存在部分固溶C原子,BH 值较理想。

实际上,BH值过高,室温时效性恶化,因此,过高BH值的No.1板并不能满足实际的性能需求,只有No.2板才是性能合乎要求的ELC-BH钢板。

如图2所示,试验钢热轧卷取板的BH值具有与退火板相同的变化规律且数值较高(No.1除外),表明热轧卷取板中固溶C原子数量基本保留至退火板中,冷轧和退火工艺对Ti处理的ELC-BH钢板的烘烤硬化性影响不大,而成分和热轧工艺才是重要的影响因素,其中冶炼、浇注之后钢的成分更是起到关键作用。

正是基于这一原因,Ti处理的ELC-BH钢板可采用罩式炉,而无需采用高温均热和随后快速冷却的连续退火来生产。

因此,合理控制Ti的加入量是决定ELC-BH钢板是否具有理想烘烤硬化性能的关键。

图2 热轧卷取板和退火板的BH值对比Fgi.2 Comparison of bake hardening value of hot rolling coiledsheet and annealing sheet3.3 值变化的原因平均塑性应变比值是衡量钢板深冲性能优劣的主要参数。

它与钢板中有利织构(即{111}织构)与不利织构(即{100})的强度之比有关。

有利织构愈强,不利织构愈弱,值愈高。

织构的发展取决于钢板成分及其生产工艺参数的选择,正是它们的变化导致了组织结构的不同,从而影响了织构的发展。

No.1板中高的间隙原子和磷含量以及两相区终轧形成的混晶组织是造成它的r值最低的根本原因。

与No.3板相比,No.2板中较高的固溶C原子和磷含量对值有较大的不利影响,但是它的攃值却稍高。

从No.3板退火组织的晶粒细小可推断,其再结晶退火没有充分进行,这可能是引起它的值降低的原因。

4 结论(1) 微合金化元素Ti和P的加入量是决定Ti处理的ELC-BH钢板性能是否合乎要求的关键因素,在一定范围内,合理控制它们的加入量是必要的。

热轧终轧温度对该板的组织和性能也有一定影响。

(2) P加入越多,强度越高,塑性和深冲性能越差。

Ti加入过多,可改善深冲性能,但得不到烘烤硬化性能;Ti加入过少,深冲性能恶化,烘烤硬化性能过强。

作者简介:关小军,男,47岁,教授。

1980年毕业于包头钢铁学院冶金机械专业,1988年获东北大学金属压力加工专业硕士学位,1994年获北京科技大学金属塑性加工专业博士学位。

从事超低碳钢品种、板管生产及其成形技术的开发和研究。

作者单位:关小军潘伟周家成王作成(山东工业大学材料科学与工程学院,济南250061) 朱学军(武汉钢铁公司)参考文献1 王先进,关小军. 超低碳高强度烘烤硬化钢板的发展.国外钢铁,1993,(5):412 关小军.超低碳高强度烘烤硬化钢板研究的新进展.汽车技术,1996,(12):32。

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