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    汽车用先进高强钢之

    2018-12-06   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港今日新闻:TRIP效应最先由V·F·Zackay发现并命名的,是通过相变诱导塑性效应而使钢板中残余奥氏体在塑性变形作用下诱发马氏体形核,引入相变强化和塑性增长机制,提高钢板的强度和韧性。具有TRIP效应的贝氏体铁素体钢(TBF钢)正是近些年为满足汽车工业对高强度、高塑性新型钢板的需求而开发的。
      
      1.行业简介
      
      国内汽车悬挂弹簧生产企业160余家,遍布全国各地,具有规模的专业生产企业(生产规模在0.8万吨以上)约80余家。汽车悬挂弹簧行业隶属于中国汽车工业协会钢板弹簧委员会,国内近50家企业加入中国汽车钢板弹簧委员会,入会单位使用的原材料质量较好,产品信誉较高,不进行恶性市场竞争,产品质量水平己达到国外先进国家90年代水平。
      
      由于国内弹簧行业基本上是从小作坊发展起来的,因此,生产规模在5000吨以下的地方企业还有约80余家,由于生产规模较小,相对抗风险能力较弱,因此这类生产企业一般不会长久存在。
      
      现悬挂弹簧行业生产企业存在过多、过乱现象,其中真正形成大规模、大批量生产的企业为数不多,大多仍停留在简单生产工艺的水平上,产品成本较高,难以参与国际市场竞争。
      
      国内能够生产高档次汽车钢板悬挂弹簧的企业只有4家:一汽集团辽阳汽车弹簧厂、东风汽车悬架弹簧有限公司、重庆红岩汽车弹簧厂、山东钢板簧厂,具有生产多种叠片簧、渐变刚度弹簧、少片变截面钢板弹簧和双曲率半径及平直段的汽车钢板弹簧的能力。
      
      国内能够同时生产客车、货车、轿车悬挂弹簧的厂家只有三个:一汽集团辽阳汽车弹簧厂、东风汽车悬架弹簧有限公司、山东钢板簧厂。
      
      2.汽车对悬架弹簧的质量要求
      
      悬架弹簧在汽车行驶过程中,承受高频往复压缩运动,起着缓冲和减震作用,其质量好坏,对车辆平稳性、安全性起着至关重要的作用。
      
      专业正规企业生产的汽车悬架弹簧表面平整光滑、规格尺寸规范、喷漆工艺水平高。轿车、客车对悬架弹簧性能要求较高,以达到减小噪音、速度快、震动小、提高舒适度、弹性好、平稳性好等特性;重型及超重型载货车需要高强度悬架弹簧,悬架弹簧的技术发展趋势总体上为轻量化(高应力)、高可靠度,悬架弹簧设计应力普遍要求大于1100MPa,高的可达1200MPa。
      
      3.钢板悬挂弹簧行业市场需求
      
      中国钢管信息港今日新闻:目前,国内钢板悬挂弹簧已全部实现国产化。钢板悬挂弹簧行业的市场主要是国内市场,出口占销售额的比例很小,不足1%。在95~96年期间,国内有一定规模的钢板簧厂曾少量出口,一般出口到意大利、美国、台湾、印度、法国等国家,其中东风出口钢板悬挂弹簧属免检产品。
      
      国内出口板簧均为小于1t的小板簧,用于国外的小皮卡等小型货车,价格较低,技术含量不高,附加值较低,因此,现国内基本不出口钢板弹簧。
      
      国内悬挂弹簧行业在80年代末、90年代初随着汽车工业的发展而高速发展,到2004年国内汽车生产量已达到507万辆,粗略估计国内汽车工业对悬架弹簧的年需求量约为450万件,各主要弹簧配套厂也相应地按用户的需求扩充自己的生产能力,现悬挂弹簧生产能力与市场需求相比处于供过于求的局面。
      
      汽车工业的快速发展,对弹簧产品种类的开发和技术进步有极其明显的推动作用,预计到2010年中,国内汽车工业对悬架弹簧的年需求量约为800万件。
      
      4.悬挂弹簧行业的生产装备水平
      
      由于悬挂弹簧行业的特殊性,悬挂弹簧行业的主要加工设备基本上属于非标准设备,如卷簧机、变截面轧簧机、成形机、喷丸机等,这类设备只有少数专业化生产厂家具有生产能力。
      
      西方工业发达国家,工业基础雄厚,设备生产厂家制造水平及技术水平相当高,而国内部分国产设备与进口设备相比存在加工精度低、生产效率低、自动化程度低、可靠性差、型号老化等问题。
      
      所以现在悬架弹簧行业中先进的制造设备一般都从国外进口,如变截面、高强度轧簧机等。进口设备存在的主要问题一是价格较高,二是维修困难,三是备品备件供应周期较长。
      
      经过近几年汽车行业的发展建设,目前,国内已有一些生产悬架弹簧设备的企业,通过技术改造、设备投入或外资入股等方式,其设备精度、生产效率已接近进口设备水平。
      
      TBF钢的组织特征是精细规整的无碳化物贝氏体铁素体板条束、分布在贝氏体铁素体基体上板条束间的薄膜状残余奥氏体与块状残余奥氏体,同时也存在有非常少量的回火马氏体。
      
      其较高的韧性主要是由于其精细规整的板条结构、富碳残余奥氏体的TRIP效应,同时也有一小部分是由于未转化的薄膜状残奥的长程内应力。
      
      由于TBF钢中有亚稳态残余奥氏体(体积分数约为10%-30%)的存在,不仅具有较好的超高强度和塑性匹配,而且具有较高的疲劳强度、较好的冲击性能,翻边扩孔性能和抗氢脆性能。
      
      TBF钢的制造工艺
      
      由于TBF钢在950℃保温时,实验钢发生完全奥氏体化,奥氏体的平均C、Mn含量相对较低,随后快速冷却至贝氏体区等温,大量的奥氏体转变为贝氏体并向未转变的奥氏体排碳。
      
      在等温后的冷却过程中,稳定性不足的奥氏体转变为马氏体,稳定性较高的奥氏体保留至室温。
      
      在连退过程中,贝氏体等温温度对TBF钢的组织和性能影响显着,当贝氏体等温温度为300 ℃时,TBF钢具有低屈服强度(789 MPa)、高抗拉强度(1241MPa)以及良好的伸长率(16.6%)。等温300℃时,屈服强度的降低主要是因为80~190 nm的无碳化物贝氏体板条的生成。
      
      经过XRD测定,其残余奥氏体含量为12.04%,残奥含碳量经过测算为1.4%。稳定的块状残余奥氏体和无碳化物贝氏体板条有利于韧性的提高,相反,马氏体应该尽量减少或避免。
      
      使用特性
      
      中国钢管信息港今日新闻:TBF钢相对于传统的多边形铁素体基体的TRIP钢,其贝氏体基体的板条组织更细小,大部分呈长条状或块状分布于贝氏体晶内或晶界间。同时也可以观察到大量马氏体的存在,这是由于完全奥氏体化后奥氏体的平均C、Mn含量较低,稳定性不足,在冷却至室温的过程中大量的奥氏体转变为马氏体所致。
      
      TBF钢在应变初始阶段时应力就迅速增加,这主要是由于TBF钢的基体结构为强度很高的贝氏体铁素体组织,在变形初期即产生较强的加工硬化,在应变达到0.02后由于变形所引起的应力集中,诱发贝氏体铁素体板条间的残留奥氏体发生马氏体相变,使集中的应力得到释放,斜率变缓,抗拉强度可达到1400MPa以上。中国钢管信息港今日新闻
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