热轧双相钢的组织与性能研究

热轧双相钢（简称DP钢）具有强度高、屈强比低、初时加工硬化率高以及强度和韧性良好配合等优点,符合汽车材料轻量化、高性能、安全、环保、节能的发展主题。从而,在汽车行业得到了较为广泛的应用。双相钢一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且有一定成形要求的汽车零件,如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等。     

汽车用先进高强度冷轧双相钢的显微组织调控和强韧化机理

汽车用先进高强钢支撑了现代汽车工业的飞速发展。其中双相钢以优异的力学综合性能、良好的焊接和涂装性能及较低的成本，被广泛应用于汽车结构件和车身材料中，实现有效的结构减重并提升汽车的安全性能。合金成分和组织的优化设计是获得高性能双相钢的主要手段，而明确双相钢的组织特性影响因素以及与力学性能之间的关系则是指导双相钢的合金成分和组织优化设计的必然要求。本文围绕汽车用先进高强度冷轧双相钢的显微组织和力学性能研究的最新进展，首先概述了双相钢合金成分设计的准则以及利用合金元素对显微组织进行调控的方法。然后总结了双相钢在热加工过程中的显微组织演变的规律，探讨了轧制、两相区退火、冷却过程以及过时效过程对双相钢显微组织的影响。分析了双相钢力学性能和典型的失效形式，以及与显微组织之间的关系。最后简述了目前汽车用双相钢研究还存在的科学问题和挑战，并展望了未来的研究方向和发展趋势。     

汽车用450 MPa级冷轧双相高强度钢研制

冷轧双相钢是典型的先进高强钢,因而双相钢在汽车超轻车身设计中的应用比例大幅增加。为适应汽车工业实现轻量化对先进高强钢的市场需求,本钢进行了450 MPa级冷轧双相钢研制开发。文章介绍了汽车用450 MPa级双相高强度钢的化学成分以及热轧、冷轧、热处理工艺等的设计。实验表明:试验钢成品力学性能符合450 MPa级DP钢技术标准要求,显微组织为铁素体加约8%的马氏体,具有典型的双相钢组织特征。目前本钢已正式商业化生产该产品,并得到了多家汽车厂家的认可。     

双相钢焊接性及其激光焊的研究现状

双相钢(DP)作为一种新型先进高强钢(AHSS)近年来广泛应用于汽车制造领域.其激光焊由于具有焊缝强度高、冲击韧性和抗腐蚀性能好、热影响区小、焊后变形小、焊缝表面光洁、美观等诸多优点,正逐渐被国内外许多汽车公司广泛引进应用.介绍了双相钢组织性能特点及焊接特性,并对激光功率、焊接速度、离焦量等影响激光焊接头质量的因素和双相钢激光焊的研究现状作了简单介绍.     

汽车用高强钢氢脆损伤研究的现状

随着汽车工业的发展,亟待开发高强度钢。然而随着钢强度的提高,氢脆损伤也越严重,氢脆现象严重影响高强度汽车用钢的发展,国内外均在研究如何解决这个问题。简要介绍了发生氢脆损伤的机制,热成形钢、双相钢、淬火-配分钢、相变诱导塑性钢等先进高强度汽车用钢的发展及其氢脆损伤的研究现状,以及常用的充氢方法和氢脆敏感性测试技术。     

汽车结构用热轧双相钢的生产现状及发展趋势

介绍了热轧双相钢在汽车板“以热代冷”进程中的发展情况、国内外主要热轧双相钢产品的化学成分和性能,及其在车身结构及车轮上的应用情况,同时指出,依托短流程薄规格生产工艺技术优势,进一步提高热轧双相钢的生产稳顺性、组织性能稳定性、成品的板形和表面质量,将是实现汽车结构用低成本热轧双相钢开发生产的重要研发方向.     

鞍钢高强汽车用钢研发进展

随着节能减排和安全性能要求不断提高,汽车轻量化成为汽车工业发展的主要趋势,而高强钢和先进制造技术的广泛应用是实现汽车轻量化的有效方法。作为国内主要的汽车用钢供应商,鞍钢研制开发了以980 MPa级双相钢、TRIP钢和TWIP钢为代表的系列先进高强钢,以700 MPa级大梁板为代表的热轧高强汽车用钢,以及1 500 MPa级的热冲压成形钢和系列内高压成形钢。同时,鞍钢开展了高强钢的回弹、焊接性能、高速拉伸性能等应用技术研究,为客户提供从材料选择到结构设计等一系列的EVI技术支持,为汽车工业的发展做出贡献。     

汽车用800MPa级双相钢点焊工艺性能研究

在对汽车用国产800MPa级双相钢的电阻点焊工艺性能进行深入研究中,对不同工艺条件下点焊接头显微组织、焊接接头力学性能以及断口形貌等进行了分析.结果表明:该实验条件下,最佳点焊工艺参数为:焊接电流9kA,焊接时间12周波,焊接压力3.0kN;双相钢点焊接头的断裂方式以韧性断裂为主.     

超快冷却工艺下600 MPa级热轧低成本双相钢组织和性能的研究

在传统热连轧的双相钢中通常需要添加较多的贵重合金元素,因此生产成本高。采用超快冷却工艺试制了Si-Mn-Cr系低成本双相钢。通过热模拟试验绘制了CCT曲线,轧制了一种不含Mo元素的低成本双相钢,分析了轧后组织和性能。结果表明,钢的抗拉强度为611 MPa,屈服强度为352 MPa,伸长率为30%,扩孔率为65%。采用轧后超快冷技术能成功生产出低成本高性能双相钢。     

热轧双相钢生产现状、存在问题及发展趋势浅析

介绍了国内外热轧双相钢的发展现状;对热轧双相钢的成分体系和关键生产工艺进行了总结,指出了目前热轧双相钢在生产过程中存在的问题;提出了未来热轧双相钢的主要发展方向为低成本、高强度、低负荷、高表面质量和“以热代冷”。     

金相组织对双相钢强度影响的研究

简要回顾了金相组织对双相钢强度的已有预测模型,通过试验研究提出影响双相钢力学性能的主要因素包括马氏体碳含量及各相元的体积分数、铁素体晶粒尺寸等因素,由此提出了一个新的双相钢强度的计算公式,能较好地模拟双相钢的力学性能.     

碳当量对C Mn型热轧双相钢组织性能的影响

在包钢CSP生产线上以普碳钢为原料开发热轧双相钢，其采用“减量化”原则进行化学成分设计。本文根据不同钢种连浇过程中的混浇钢水化学成分变化，对最佳工艺进行探索，分析了碳当量对热轧双相钢组织性能的影响。结果表明，当碳当量为032%时，试样组织为铁素体+马氏体，拉伸曲线均匀、光滑，初始硬化速率较高，具有良好的冲压成形性能。     

DP600高强钢零件冲压成形有限元仿真及试验

性能稳定的高强度钢板供应,是保证汽车厂避免冲压成形开裂缺陷,提高生产稳定性的重要环节。该文以使用DP600高强钢的横梁减震器后桥零件为例,采用有限元仿真和网格试验的方法分析变形特征,以及主要力学性能参数对冲压成形的影响,提出了保证零件成形钢板的关键性能指标及控制范围。研究结果表明,横梁减震器外板零件高应变区域的变形方式为平面应变-拉延变形,稳定冲压所需的关键性能参数及控制范围为,屈强比σs/σb≤0.68,材料硬化指数n≥0.15,断裂延伸率δ≥25%。     

Effect of dynamic contact resistances on advanced high strength steels under medium frequency DC spot welding conditions

Abstract

The effect of dynamic contact resistance (DCR) during MFDC spot welding of dual phase and martensitic steels was evaluated. A comparative analysis of DP590 to DP590 with DP780 to DP780 steel welds, and DP780 to DP780 with M1200 to M1200 steels welds was carried out. The DCR of DP780 steel is higher than DP590 steel during the initial stages of weld time, but is reversed later. The bulk resistance component, which is higher in DP780 steel, is dominant and generates more energy early in the process and controls melting. Although the total energy input is almost same, the higher β-peak and its early occurrence ensures better heat utilisation resulting in larger nugget size. Contrarily, in martensitic steel the interface resistance component remains high throughout the entire welding process and compensates for the lower bulk resistance effect. Even with relatively lower energy input the nuggets produced in M1200 steel are comparable to DP780 steel.     

金属板材拉延极限性能

利用自主设计的模具结构在6300 kN液压机上对金属板材进行拉延极限性能测试,获得了不同材料、不同厚度、不同钢种下的拉延极限高度以及初始开裂部位,并对不同工艺下的材料极限性能及开裂部位进行了研究。结果表明:不同材料对拉延极限高度与材料初始开裂部位均有影响,拉延极限高度随着材料强度的增大而减小,且DC01钢的拉延开裂位置发生在半球根部,DP系列高强钢拉延开裂位置发生在半球上部;宝钢与唐钢所生产的同种材料的拉延极限性能相当;厚度只对材料的拉延极限高度有影响,而对材料初始开裂位置影响不大;DC01钢在不同工艺下的拉延极限性能与开裂位置均相差较大,而不同工艺对DP590高强钢的影响则相对较小。     

QP980和DP980高强钢板的抗延迟断裂性能

高强钢零件的延迟断裂现象是汽车使用安全性的严重威胁。针对QP980和DP980两种高强度汽车用钢板,基于单向拉伸实验和电化学充氢,分析了预变形对高强钢充氢后的伸长率及强度的损失规律,对比了DP980和QP980的抗延迟断裂性能。研究发现,预应变从0至7%变化时,QP980和DP980均发生严重的塑性损失,但在同一预应变下,QP980的各项塑性损失几乎均大于DP980,得出QP980的抗延迟断裂性能较DP980差。通过断口形貌分析,发现QP980相比DP980更易受到氢的侵入从而脆化,从而验证了实验结果的准确性和科学性。     

DP980表面氧化物对胶接性能的影响

目的 明确高强钢DP980表面氧化物的组成及含量对胶接性能的影响规律,从而改善双相高强钢的胶接性能。方法 通过采用1%(质量分数)的醋酸溶液对双相高强钢DP980表面进行不同时间的酸蚀处理,结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对高强钢表面氧化物的微观形貌进行观察,通过电子探针(EPMA)表征酸洗前后高强钢表面元素分布变化,采用辉光放电发射光谱仪(GDS)对不同酸洗时间处理的高强钢表面元素的含量随深度变化进行分析,同时通过对Si、Mn元素的高分辨X射线光电子能谱(XPS)分峰拟合,表征高强钢表面不同氧化物成分。通过接触角测试分析酸洗处理对高强钢表面润湿性的影响。最后对不同酸洗时间处理的高强钢进行了胶接试验,探究高强钢表面氧化物含量、形貌及种类对胶接性能的影响规律。结果 DP980表面存在Si、Mn、O元素的富集,其中氧化物以SiO_x、Mn₂SiO₄、MnSiO₃、MnO等形式存在。随着酸洗时间的延长,DP980表面氧化物尤其是Si Ox含量显著降低,颗粒尺寸明显减小,同时表面纳米尺度...     

Si-Mn系低碳钢经DP和TRIP处理后组织与性能的对比性研究

对冷轧态Si-Mn系低碳钢分别进行DP和TRIP处理,然后通过金相实验、SEM分析以及室温拉伸性能测试对其显微组织、力学性能以及成型性能进行对比研究。结果表明,当组织中铁素体含量约为60%时,经TRIP处理后试样的能量吸收强度大约是DP处理试样的1.59倍;经TRIP处理后试样的均匀变形能力较强,经DP处理的试样则具有较高的初始加工硬化能力;经TRIP处理后试样的断裂韧度是经DP处理试样的3.2倍,这应该与组织中残余奥氏体的TRIP效应有关。     

汽车用先进高强钢的成形性能

通过试验,对汽车用先进高强钢DP590、DP780、TRIP590的力学性能、微观金相组织、成形极限图进行研究,并与超深冲钢DC01成形极限进行对比。运用成形极限预测近似公式,对DP590、DP780、TRIP590、DC01的成形极限曲线进行预测,并与实测曲线进行对比。结果表明,DP钢和TRIP钢都具有较高的强度和良好的塑性,并具有较低的屈强比,能有效避免成形时局部颈缩和断裂。同时,DP钢和TRIP钢均具有良好的成形性能,DP590、TRIP590的成形能力甚至优于超深冲钢DC01。成形极限预测经验近似公式能很好的适用于DP590、DP780、TRIP590的成形极限预测,误差在2%以内,但对于DC01的成形极限预测误差则稍微偏大,约为4%。