前言

　　隨(sui)著(zhu)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)鋼(gang)板在(zai)汽車零部件應用范(fan)圍的(de)(de)(de)擴(kuo)大，隨(sui)之對鋼(gang)板加工性(xing)的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)(qiu)也(ye)越來越高(gao)(gao)。尤其是(shi)，近年來鋼(gang)板的(de)(de)(de)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)化技術迅速發(fa)展，除了以往要求(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)－延(yan)(yan)伸(shen)(shen)特(te)性(xing)外，還要求(qiu)(qiu)(qiu)具(ju)有高(gao)(gao)的(de)(de)(de)延(yan)(yan)伸(shen)(shen)凸緣(yuan)性(xing)。對此，神(shen)戶(hu)制鋼(gang)公司開(kai)發(fa)了具(ju)有強(qiang)度(du)(du)、延(yan)(yan)伸(shen)(shen)特(te)性(xing)和延(yan)(yan)伸(shen)(shen)凸緣(yuan)性(xing)的(de)(de)(de)980MPa級冷軋鋼(gang)板。為使組織控(kong)制技術比普通鋼(gang)進一步提高(gao)(gao)，確(que)保獲(huo)得高(gao)(gao)延(yan)(yan)伸(shen)(shen)率所(suo)需的(de)(de)(de)鐵素體相的(de)(de)(de)數量，提高(gao)(gao)延(yan)(yan)伸(shen)(shen)凸緣(yuan)性(xing)，通過添(tian)加鐵素體的(de)(de)(de)固溶強(qiang)化元素和重(zhong)新認識馬氏體的(de)(de)(de)回(hui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)，減小兩相的(de)(de)(de)硬度(du)(du)之差(cha)，開(kai)發(fa)了具(ju)有很高(gao)(gao)加工性(xing)能的(de)(de)(de)鋼(gang)板，其延(yan)(yan)伸(shen)(shen)率和延(yan)(yan)伸(shen)(shen)凸緣(yuan)性(xing)比普通鋼(gang)的(de)(de)(de)好。

　　為(wei)(wei)擴大高(gao)強(qiang)度鋼(gang)板的(de)(de)(de)應用，除了要求其(qi)強(qiang)度－加工性(xing)平衡良好(hao)外(wai)，還(huan)必須滿足(zu)各種特性(xing)。其(qi)中(zhong)最(zui)重要的(de)(de)(de)特性(xing)之一是焊(han)接(jie)性(xing)。為(wei)(wei)提高(gao)鋼(gang)鐵材料的(de)(de)(de)強(qiang)度，一般需(xu)要使(shi)用大量的(de)(de)(de)合金元素，因(yin)此(ci)隨著強(qiang)度的(de)(de)(de)提高(gao)，鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)會(hui)增加，焊(han)接(jie)性(xing)會(hui)變差(cha)。對此(ci)，神戶制鋼(gang)公(gong)司找出了優化(hua)鋼(gang)中(zhong)化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)，尤其(qi)是減少C量，而且能實現高(gao)強(qiang)度的(de)(de)(de)最(zui)佳成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)設計方(fang)法。應用這一方(fang)法，開發了具有良好(hao)焊(han)接(jie)性(xing)能、低C系780、980MPa級冷軋(ya)鋼(gang)板和(he)GA鋼(gang)板，并已開始商業(ye)化(hua)生產。

　　1 980MPa級(ji)合金化熱鍍鋅鋼板

　　作(zuo)為(wei)(wei)低屈服比(bi)型合(he)金(jin)化(hua)熱鍍鋅鋼(gang)(gang)板(ban)。神戶制鋼(gang)(gang)公司以前已(yi)開發了(le)590MPa級(ji)(ji)和780MPa級(ji)(ji)GA鋼(gang)(gang)板(ban)。作(zuo)為(wei)(wei)其設(she)計(ji)概念，為(wei)(wei)確保(bao)汽(qi)車(che)用鋼(gang)(gang)板(ban)所要求的成形性(xing)和焊接性(xing)，因此(ci)采(cai)用低合(he)金(jin)成分獲(huo)得鐵(tie)素(su)體＋馬氏體復合(he)組(zu)織的思(si)想已(yi)成為(wei)(wei)共同的設(she)計(ji)概念，并在(zai)此(ci)基礎上(shang)進行(xing)(xing)了(le)技術確立。在(zai)將鋼(gang)(gang)板(ban)的強度(du)提高(gao)到980MPa級(ji)(ji)時，也(ye)是基于這種思(si)想進行(xing)(xing)最佳成分系的設(she)計(ji)。既能(neng)確保(bao)延性(xing)，又(you)能(neng)提高(gao)強度(du)的設(she)計(ji)思(si)想如(ru)下：

　　1）雖(sui)然(ran)Mn作為固溶強化元素是有效的(de)，但(dan)為確保鐵素體(ti)相的(de)延性，應盡(jin)量(liang)少(shao)添加。

　　2）Cr和Mo是提(ti)高淬火性(xing)的(de)(de)元(yuan)素，有助于增加(jia)(jia)馬氏體(ti)相的(de)(de)體(ti)積百分(fen)(fen)率。另外，C有助于提(ti)高馬氏體(ti)相的(de)(de)硬度。但是，任何一(yi)種(zhong)元(yuan)素如果過分(fen)(fen)添(tian)加(jia)(jia)會導(dao)致焊(han)接(jie)性(xing)的(de)(de)下降，因此應(ying)復合添(tian)加(jia)(jia)能提(ti)高強度所需的(de)(de)量。

　　由于開(kai)發鋼是(shi)按照上述成分進行設計(ji)，因此即使(shi)批量生產，也(ye)能獲(huo)得穩定(ding)的(de)特性。

　　開(kai)(kai)發鋼(gang)(gang)(gang)具有高(gao)的(de)延伸(shen)特性，不亞于冷(leng)軋(ya)鋼(gang)(gang)(gang)板。開(kai)(kai)發鋼(gang)(gang)(gang)的(de)成形(xing)(xing)極限曲線與(yu)冷(leng)軋(ya)鋼(gang)(gang)(gang)板的(de)基本(ben)相同(tong)。將鋼(gang)(gang)(gang)板制成直(zhi)徑50mm的(de)圓筒(tong)凸(tu)模（圓筒(tong)凸(tu)模＝10mm），對凸(tu)肚成形(xing)(xing)時(shi)的(de)極限深沖(chong)系數進行了對比，結果表明開(kai)(kai)發鋼(gang)(gang)(gang)的(de)壓制成形(xing)(xing)載荷低(di)，與(yu)GA780MPa級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)板基本(ben)相同(tong)，深沖(chong)系數與(yu)冷(leng)軋(ya)鋼(gang)(gang)(gang)板基本(ben)相同(tong)。

　　對開(kai)發(fa)(fa)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)性和冷(leng)軋鋼板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)性進(jin)行(xing)了(le)比(bi)較。通過(guo)改變(bian)焊接(jie)(jie)電(dian)流(liu)值，對板(ban)厚為1.4mm的(de)(de)(de)(de)(de)各種試驗(yan)鋼板(ban)進(jin)行(xing)了(le)焊接(jie)(jie)試驗(yan)。調查了(le)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)剪切(qie)抗(kang)拉強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和斷(duan)裂后(hou)(hou)測定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)核(he)(he)(he)直(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，結(jie)果可知開(kai)發(fa)(fa)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)核(he)(he)(he)斷(duan)裂臨(lin)界直(zhi)(zhi)徑(jing)比(bi)冷(leng)軋鋼板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)。另外，在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)熔(rong)核(he)(he)(he)斷(duan)裂時，接(jie)(jie)頭(tou)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)大(da)(da)大(da)(da)超(chao)過(guo)了(le)JIS標(biao)準(zhun)。十字(zi)形拉力強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)裂形式(shi)受化學成分的(de)(de)(de)(de)(de)影響大(da)(da)，即使母材強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)增(zeng)加，在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)熔(rong)核(he)(he)(he)內(nei)部斷(duan)裂和剝落斷(duan)裂的(de)(de)(de)(de)(de)情況下，有(you)時強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)也沒有(you)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)化。開(kai)發(fa)(fa)鋼從低電(dian)流(liu)區(qu)域(yu)就確保十分的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)，熔(rong)核(he)(he)(he)內(nei)部幾乎沒有(you)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)斷(duan)裂，直(zhi)(zhi)到高(gao)(gao)(gao)電(dian)流(liu)值才發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)熔(rong)核(he)(he)(he)斷(duan)裂。另外，在斷(duan)裂傳播(bo)超(chao)前，強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)與電(dian)流(liu)值一(yi)起升高(gao)(gao)(gao)，兩者之間看不到有(you)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)偏差。與冷(leng)軋鋼板(ban)相(xiang)比(bi)，開(kai)發(fa)(fa)鋼從熔(rong)核(he)(he)(he)斷(duan)裂后(hou)(hou)到斷(duan)裂傳播(bo)前的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)流(liu)值范(fan)圍(wei)大(da)(da)。可以認為這是因為將高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)化所(suo)需添(tian)加元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加量被抑制到最小的(de)(de)(de)(de)(de)成分設計發(fa)(fa)揮效果所(suo)致。在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)斷(duan)裂傳播(bo)以后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)電(dian)流(liu)區(qu)域(yu)，由(you)于(yu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)波動大(da)(da)，因此應設定(ding)最佳電(dian)流(liu)值。

　　對(dui)開發(fa)鋼進(jin)行了(le)彎曲加(jia)工，將(jiang)其制作(zuo)成帽形抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)材(cai)料，調查了(le)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)特性。試(shi)驗(yan)材(cai)料點(dian)(dian)焊的打(da)點(dian)(dian)間隔為(wei)50mm。軸向(xiang)(xiang)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)用(yong)(yong)零件的軸向(xiang)(xiang)長度為(wei)300mm，3點(dian)(dian)彎曲抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)用(yong)(yong)零件的軸向(xiang)(xiang)長度為(wei)1000mm。將(jiang)重錘從一定(ding)高度落下(xia)進(jin)行試(shi)驗(yan)。采用(yong)(yong)試(shi)驗(yan)材(cai)料下(xia)方的負荷傳感器測(ce)定(ding)沖擊載荷，采用(yong)(yong)激(ji)光位(wei)(wei)移計測(ce)定(ding)位(wei)(wei)移輸出功率。根(gen)據載荷－位(wei)(wei)移曲線(xian)求出在位(wei)(wei)移50mm之前的吸收能。結果可知，隨(sui)著(zhu)抗(kang)(kang)(kang)拉強度的提高，吸收能會(hui)增加(jia)，有助于提高零部(bu)件的強度。

　　2 超(chao)細晶組織型超(chao)高強度(du)冷軋鋼板(ban)

　　在汽車(che)(che)用(yong)冷軋鋼(gang)(gang)板中，如減震器和車(che)(che)門防撞桁條等(deng)已開(kai)(kai)始采用(yong)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)超(chao)(chao)過(guo)980MPa級的超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)板。最近，與碰撞安全性(xing)有關的法規得到了加(jia)強(qiang)(qiang)(qiang)，超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)材料開(kai)(kai)始應(ying)(ying)用(yong)于汽車(che)(che)車(che)(che)身(shen)零部件。在超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)板應(ying)(ying)用(yong)擴大的同時，熱(re)沖壓和高(gao)(gao)(gao)頻加(jia)熱(re)等(deng)熱(re)處理技術也開(kai)(kai)始應(ying)(ying)用(yong)于超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)零部件。在應(ying)(ying)用(yong)超(chao)(chao)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)板時，耐延遲(chi)(chi)斷裂特性(xing)成為(wei)了一個課題。隨著強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的提高(gao)(gao)(gao)，延遲(chi)(chi)斷裂敏感(gan)性(xing)也提高(gao)(gao)(gao)，當抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)提高(gao)(gao)(gao)到1180MPa以上(shang)時，延遲(chi)(chi)斷裂敏感(gan)性(xing)會(hui)迅速提高(gao)(gao)(gao)，容(rong)易(yi)發(fa)生延遲(chi)(chi)斷裂。

　　使用具有雙相(xiang)（DP）組織(zhi)的1470MPa級鋼(gang)板(ban)(ban)作為(wei)比(bi)較鋼(gang)板(ban)(ban)。開(kai)(kai)發(fa)鋼(gang)的延(yan)伸(shen)特性(xing)比(bi)相(xiang)同強度的DP鋼(gang)高1.5倍左右。關于局部變(bian)形特性(xing)，采用V彎(wan)曲(qu)(qu)試驗方(fang)法，彎(wan)曲(qu)(qu)方(fang)向為(wei)與軋(ya)制方(fang)向成直角的方(fang)向進行(xing)試驗，彎(wan)曲(qu)(qu)角度為(wei)60°和90°，彎(wan)曲(qu)(qu)半徑在1～5mm范圍內(nei)變(bian)化。V彎(wan)曲(qu)(qu)試驗表(biao)明，與DP鋼(gang)相(xiang)比(bi)，開(kai)(kai)發(fa)鋼(gang)可彎(wan)曲(qu)(qu)加(jia)工到(dao)更(geng)小的彎(wan)曲(qu)(qu)半徑。該開(kai)(kai)發(fa)鋼(gang)彎(wan)曲(qu)(qu)加(jia)工性(xing)比(bi)DP鋼(gang)好(hao)的原因是，母相(xiang)為(wei)無(wu)(wu)碳(tan)化物且均勻的無(wu)(wu)碳(tan)貝氏(shi)體相(xiang)占大半部分，及殘留奧氏(shi)體在條狀組織(zhi)中均勻微細彌散，使變(bian)形不(bu)會集中，不(bu)容易產生會導致龜裂(lie)起源的大的縮孔(kong)。

　　鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)斷(duan)裂(lie)特性(xing)(xing)不(bu)(bu)僅與(yu)(yu)強度有(you)(you)關(guan)，而且與(yu)(yu)化學(xue)成(cheng)分(fen)和顯微(wei)組織有(you)(you)關(guan)。為(wei)(wei)改善鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)斷(duan)裂(lie)特性(xing)(xing)，已提(ti)出了(le)(le)各種方(fang)法。另外(wai)，在(zai)(zai)實際零部件中(zhong)(zhong)，由(you)于受到(dao)某種加工，因(yin)此除了(le)(le)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)和強度外(wai)，加工的(de)(de)(de)(de)(de)程度、殘(can)留應力(li)(li)，尤其是在(zai)(zai)實際使用(yong)狀(zhuang)態下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕環境(jing)成(cheng)為(wei)(wei)了(le)(le)影(ying)響耐(nai)(nai)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)斷(duan)裂(lie)特性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要因(yin)素(su)。采用(yong)將(jiang)U形彎(wan)曲(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)材料放在(zai)(zai)鹽酸中(zhong)(zhong)浸漬的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法來評價(jia)耐(nai)(nai)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)斷(duan)裂(lie)特性(xing)(xing)。即(ji)，將(jiang)長條(tiao)狀(zhuang)試樣，以10mm、15mm的(de)(de)(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)半徑，按照與(yu)(yu)軋制方(fang)向成(cheng)直角的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向進(jin)行了(le)(le)彎(wan)曲(qu)加工，在(zai)(zai)脫模后(hou)(hou)一面用(yong)應變儀確認(ren)(ren)彎(wan)曲(qu)部的(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)值(zhi)，一面用(yong)螺栓夾緊，并施以1000～2000MPa的(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)。浸漬鹽酸的(de)(de)(de)(de)(de)濃度為(wei)(wei)5%，調(diao)查了(le)(le)浸漬48h后(hou)(hou)有(you)(you)無裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)生。與(yu)(yu)相同(tong)強度的(de)(de)(de)(de)(de)DP鋼(gang)相比，開發(fa)(fa)鋼(gang)即(ji)使彎(wan)曲(qu)到(dao)很小，即(ji)使殘(can)留應力(li)(li)很高，長時間浸漬后(hou)(hou)也不(bu)(bu)容易發(fa)(fa)生裂(lie)紋，表明具有(you)(you)非常好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)斷(duan)裂(lie)特性(xing)(xing)。如前所述的(de)(de)(de)(de)(de)那樣，可以認(ren)(ren)為(wei)(wei)這是因(yin)為(wei)(wei)開發(fa)(fa)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)母相為(wei)(wei)無碳化物的(de)(de)(de)(de)(de)無碳貝氏(shi)體，及殘(can)留奧氏(shi)體相微(wei)細彌散后(hou)(hou)發(fa)(fa)揮了(le)(le)吸氫效果所致。

　　3 結束語

　　在(zai)有關防碰撞安全性的法規得到了(le)加強(qiang)(qiang)的進程中，進一(yi)步開(kai)發降低車身重量(liang)的技術，擴大高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)板的應(ying)用變得越(yue)來越(yue)重要。今后應(ying)積極推進能滿足汽車制造(zao)商(shang)和(he)零部件(jian)制造(zao)商(shang)要求的高(gao)性能高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)板材料和(he)利用技術的開(kai)發，并為環境(jing)保護做出(chu)貢獻。

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