衡量高品質汽車鋼板的標志
微合金化超深沖(IF)鋼也稱為無間隙原子鋼,具有優良的深沖性能和非時效性,在以汽車(尤其是轎車)工業為代表的現代工業中得到了大量的應用。目前,IF鋼主要用于汽車板深沖級和超深沖級沖壓件如轎車覆蓋件等的生產,在應用實踐中要求其鋼板性能高度穩定、性能參數分散度小、屈強比低、塑性應變比r值和應變硬化指數n值高。20世紀90年代以來,隨著冶金生產技術的進步和汽車工業的發展,IF鋼得到了迅速發展。以IF鋼為基礎發展起來的深沖熱鍍鋅IF鋼板、深沖高強度烘烤硬化板等系列產品已成為第三代汽車沖壓鋼板的標志。IF鋼的生產是衡量一個國家汽車鋼板生產水平的標志,提高產品質量、降低生產成本是目前IF鋼研究和生產的趨勢。
目前,IF鋼的生產工藝流程為:轉爐冶煉-RH真空脫氣-連鑄-熱軋-冷軋-退火-平整。生產過程的每一步工序,都對IF鋼的最終性能產生影響。
為使IF鋼產品性能更好,冶金工作者做了大量的試驗及研究工作,取得了很多寶貴的實踐生產經驗。在鑄坯終軋溫度控制方面,為得到粗大的鐵素體晶粒,應對鑄坯在較高的溫度下進行終軋,使鑄坯組織從奧氏體向鐵素體轉變的時間延長,給粗大的鐵素體晶粒長大提供了有利條件。
相關人員在對卷取溫度的控制研究表明:卷取溫度的變化,對TiN、TiS和Ti4C2S2粒子的影響不大,但對TiC粒子的影響較大;高溫卷取有利于TiC粒子的析出和長大,有利于鐵素體晶粒的長大。另外,他們還發現當碳含量較高時,會析出較多的TiC粒子。卷取溫度的高低,直接影響到第二相質點的析出和析出物的形態、大小、分布,卷取溫度越高越有利于第二相質點的析出和晶粒粗化,越有利于IF鋼深沖性能的提高。
冷軋工藝主要對IF鋼的r值產生較大的影響。在IF鋼材料成分和熱軋工藝一定的條件下,冷軋總壓下率增加,有利于其深沖性能的提高。目前,采用的冷軋工藝主要是一次冷軋和二次冷軋。
一次冷軋主要控制總壓下率,研究發現:隨著冷軋總壓下率的增加,產品塑性應變比r值增加;但當總壓下率達到75%左右時,r值反而會下降,即IF鋼的r值隨冷變形量的增加會達到一個峰值,隨后再增大冷變形率,將會使r值降低。所以,一次冷軋的總變形率應控制在80%以內。
二次冷軋還處于實驗研究階段。研究表明,采用二次冷軋技術,在總壓下率一定的情況下,二次冷軋壓下率的分配是影響IF鋼深沖性能的關鍵。實測軋制試件的r值得出:在總壓下率一定時,采用二次冷軋比采用一次冷軋的塑性應變比r值要高;當一次冷軋壓下率較小、二次冷軋壓下率較大時,可使r值提高;如果冷軋總壓下率適當提高,也可使r值提高;當二次冷軋的壓下率均為75%時,r值可達到3.2以上。經二次冷軋及二次退火后,IF鋼的深沖性能獲得了明顯的改善,應變硬化指數n提高,塑性應變比r值超出一次冷軋工藝相應值的30%左右。
退火工藝是IF鋼冷軋板生產中決定產品最終性能的關鍵工藝。退火工藝參數的不穩定和退火不充分是造成成品性能不佳、不穩定的重要因素,IF鋼性能隨退火加熱溫度和保溫時間的增加而改善。冷軋后可通過三種途徑實現lF鋼的再結晶退火,即連續退火、連續熱鍍鋅和連續退火罩式退火。目前,國外IF鋼的退火主要采用連續退火,國內則主要采用罩式退火爐退火。采用連續退火或連續熱鍍鋅可使IF鋼各部分組織性能均勻,表面質量更好,并能很方便地控制退火工藝參數,但由于其初期投資大,在國內很少采用。目前。我國科技工作者針對IF鋼罩式退火爐退火的實際情況,研究開發適合罩式退火爐的退火工藝,并取得了較好的效果。
微合金超深沖(IF)鋼生產與低碳深沖鋼板材生產有許多共同的冶金學特點,可充分借鑒低碳深沖鋼板材成形性能研究、開發和生產的經驗,結合微合金深沖鋼固有的特點,采用以理論計算和模擬為基礎、以實驗為先導工藝實驗為主體、各種先進分析手段相結合的研究方法,通過合理的成分設計。熱軋工藝、冷軋工藝、退火工藝的研究以及組織和織構分析,提高IF鋼組織穩定性、減小性能數分散度、降低屈強比、提高冷軋板材的r值及n值,提高微合金化超深沖(IF)鋼的沖壓性能,實現汽車覆蓋件等材料的國產化。
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