前言

　　隨(sui)著高(gao)強度(du)鋼(gang)(gang)板(ban)在汽車零部件應用(yong)范圍(wei)的(de)(de)(de)擴(kuo)大，隨(sui)之對(dui)鋼(gang)(gang)板(ban)加(jia)工(gong)性(xing)的(de)(de)(de)要求也越來(lai)越高(gao)。尤(you)其是，近(jin)年來(lai)鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)(de)高(gao)強度(du)化(hua)(hua)技術迅速發展(zhan)，除了以往要求的(de)(de)(de)強度(du)－延伸(shen)特性(xing)外，還要求具(ju)(ju)有(you)高(gao)的(de)(de)(de)延伸(shen)凸緣(yuan)性(xing)。對(dui)此，神(shen)戶制鋼(gang)(gang)公司(si)開發了具(ju)(ju)有(you)強度(du)、延伸(shen)特性(xing)和(he)延伸(shen)凸緣(yuan)性(xing)的(de)(de)(de)980MPa級冷軋鋼(gang)(gang)板(ban)。為使(shi)組織控制技術比普(pu)(pu)通(tong)鋼(gang)(gang)進一步提高(gao)，確(que)保獲得高(gao)延伸(shen)率所需(xu)的(de)(de)(de)鐵素體相(xiang)的(de)(de)(de)數量，提高(gao)延伸(shen)凸緣(yuan)性(xing)，通(tong)過添(tian)加(jia)鐵素體的(de)(de)(de)固溶強化(hua)(hua)元素和(he)重新認識馬氏(shi)體的(de)(de)(de)回(hui)火溫度(du)，減小兩相(xiang)的(de)(de)(de)硬度(du)之差，開發了具(ju)(ju)有(you)很高(gao)加(jia)工(gong)性(xing)能的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)板(ban)，其延伸(shen)率和(he)延伸(shen)凸緣(yuan)性(xing)比普(pu)(pu)通(tong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)好。

　　為(wei)擴大高強度(du)(du)鋼(gang)板(ban)的(de)應用，除了要(yao)求其(qi)強度(du)(du)－加工性平(ping)衡良好(hao)外(wai)，還必須滿足(zu)各種(zhong)特(te)性。其(qi)中(zhong)最重要(yao)的(de)特(te)性之一是(shi)焊(han)接性。為(wei)提高鋼(gang)鐵材料的(de)強度(du)(du)，一般需要(yao)使用大量的(de)合金元素(su)，因此隨(sui)著強度(du)(du)的(de)提高，鋼(gang)中(zhong)的(de)化(hua)學成(cheng)分會增加，焊(han)接性會變差。對(dui)此，神(shen)戶制鋼(gang)公司找出了優化(hua)鋼(gang)中(zhong)化(hua)學成(cheng)分，尤其(qi)是(shi)減少(shao)C量，而且能(neng)(neng)實現高強度(du)(du)的(de)最佳成(cheng)分設計方(fang)法。應用這一方(fang)法，開發了具有良好(hao)焊(han)接性能(neng)(neng)、低C系780、980MPa級冷軋鋼(gang)板(ban)和GA鋼(gang)板(ban)，并已(yi)開始商業化(hua)生產。

　　1 980MPa級合金化熱鍍鋅(xin)鋼(gang)板

　　作為低屈服比(bi)型合(he)金化熱鍍(du)鋅鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)。神戶制鋼(gang)(gang)公司以前已開發了590MPa級和(he)780MPa級GA鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)。作為其(qi)設計(ji)概(gai)念(nian)，為確(que)保(bao)汽車(che)用鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)所(suo)要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)形性(xing)和(he)焊(han)接性(xing)，因此(ci)采用低合(he)金成(cheng)(cheng)分獲得(de)鐵(tie)素體(ti)＋馬氏(shi)體(ti)復合(he)組(zu)織的(de)(de)(de)思(si)想(xiang)已成(cheng)(cheng)為共同的(de)(de)(de)設計(ji)概(gai)念(nian)，并在此(ci)基(ji)礎(chu)上進行了技術確(que)立。在將(jiang)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)提高(gao)到(dao)980MPa級時(shi)，也(ye)是(shi)基(ji)于這種思(si)想(xiang)進行最佳成(cheng)(cheng)分系的(de)(de)(de)設計(ji)。既(ji)能(neng)確(que)保(bao)延性(xing)，又能(neng)提高(gao)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)設計(ji)思(si)想(xiang)如下：

　　1）雖然Mn作為(wei)固溶強(qiang)化(hua)元素(su)是有(you)效(xiao)的(de)，但為(wei)確保(bao)鐵(tie)素(su)體相(xiang)的(de)延(yan)性，應盡(jin)量少添加。

　　2）Cr和Mo是(shi)提(ti)高淬火性(xing)的(de)元(yuan)素，有助于增加馬(ma)(ma)氏體相(xiang)(xiang)的(de)體積(ji)百分率。另外，C有助于提(ti)高馬(ma)(ma)氏體相(xiang)(xiang)的(de)硬度。但是(shi)，任何一種元(yuan)素如果(guo)過分添(tian)加會導致焊接性(xing)的(de)下降，因(yin)此應(ying)復合添(tian)加能提(ti)高強度所需的(de)量。

　　由于開發鋼是(shi)按(an)照上述(shu)成分進行設(she)計，因此即使批(pi)量生產，也(ye)能獲得(de)穩定(ding)的特(te)性(xing)。

　　開(kai)發(fa)鋼(gang)(gang)(gang)具有高的(de)延伸特(te)性，不亞于(yu)冷軋鋼(gang)(gang)(gang)板。開(kai)發(fa)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)成(cheng)形(xing)極限曲線與(yu)冷軋鋼(gang)(gang)(gang)板的(de)基(ji)本相(xiang)同(tong)。將鋼(gang)(gang)(gang)板制成(cheng)直徑50mm的(de)圓筒凸(tu)模（圓筒凸(tu)模＝10mm），對凸(tu)肚成(cheng)形(xing)時(shi)的(de)極限深沖系數(shu)進行(xing)了對比，結(jie)果表(biao)明開(kai)發(fa)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)壓制成(cheng)形(xing)載荷低，與(yu)GA780MPa級鋼(gang)(gang)(gang)板基(ji)本相(xiang)同(tong)，深沖系數(shu)與(yu)冷軋鋼(gang)(gang)(gang)板基(ji)本相(xiang)同(tong)。

　　對(dui)開發(fa)(fa)鋼的(de)(de)焊(han)接性和(he)冷(leng)軋(ya)鋼板(ban)的(de)(de)焊(han)接性進行(xing)了比較。通(tong)過改變(bian)焊(han)接電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)值(zhi)，對(dui)板(ban)厚為(wei)(wei)1.4mm的(de)(de)各種試驗鋼板(ban)進行(xing)了焊(han)接試驗。調查了焊(han)接接頭的(de)(de)剪(jian)切抗拉強度(du)(du)(du)和(he)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)后(hou)測(ce)定(ding)的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)核(he)(he)(he)直徑(jing)的(de)(de)關系，結果可知開發(fa)(fa)鋼的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)核(he)(he)(he)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)臨界直徑(jing)比冷(leng)軋(ya)鋼板(ban)的(de)(de)大(da)。另外，在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)熔(rong)(rong)(rong)核(he)(he)(he)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)時，接頭強度(du)(du)(du)大(da)大(da)超過了JIS標準(zhun)。十(shi)字形拉力強度(du)(du)(du)的(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)形式受化學成分的(de)(de)影響大(da)，即使母材(cai)強度(du)(du)(du)增加(jia)，在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)熔(rong)(rong)(rong)核(he)(he)(he)內部(bu)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)和(he)剝落斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)情況下，有時強度(du)(du)(du)也沒有發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)變(bian)化。開發(fa)(fa)鋼從低(di)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)區域(yu)就確保十(shi)分的(de)(de)強度(du)(du)(du)，熔(rong)(rong)(rong)核(he)(he)(he)內部(bu)幾乎沒有發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)，直到(dao)(dao)高(gao)(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)值(zhi)才(cai)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)熔(rong)(rong)(rong)核(he)(he)(he)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。另外，在斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)傳(chuan)播(bo)超前(qian)，強度(du)(du)(du)與(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)值(zhi)一起升高(gao)(gao)，兩者之(zhi)間看不(bu)到(dao)(dao)有大(da)的(de)(de)強度(du)(du)(du)偏(pian)差。與(yu)(yu)冷(leng)軋(ya)鋼板(ban)相比，開發(fa)(fa)鋼從熔(rong)(rong)(rong)核(he)(he)(he)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)后(hou)到(dao)(dao)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)傳(chuan)播(bo)前(qian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)值(zhi)范(fan)圍大(da)。可以認為(wei)(wei)這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)(wei)將高(gao)(gao)強度(du)(du)(du)化所需添加(jia)元素的(de)(de)增加(jia)量(liang)被(bei)抑制到(dao)(dao)最小的(de)(de)成分設計發(fa)(fa)揮(hui)效果所致。在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)傳(chuan)播(bo)以后(hou)的(de)(de)高(gao)(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)區域(yu)，由于強度(du)(du)(du)波動(dong)大(da)，因(yin)此應設定(ding)最佳電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)值(zhi)。

　　對開(kai)發(fa)鋼(gang)進(jin)行了(le)彎曲(qu)加(jia)工，將其(qi)制(zhi)作(zuo)成帽形抗(kang)(kang)壓試(shi)(shi)(shi)驗(yan)材(cai)料，調查了(le)抗(kang)(kang)壓特性。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)材(cai)料點焊的(de)打點間隔(ge)為(wei)(wei)50mm。軸(zhou)(zhou)向抗(kang)(kang)壓試(shi)(shi)(shi)驗(yan)用(yong)(yong)零件的(de)軸(zhou)(zhou)向長(chang)度(du)為(wei)(wei)300mm，3點彎曲(qu)抗(kang)(kang)壓試(shi)(shi)(shi)驗(yan)用(yong)(yong)零件的(de)軸(zhou)(zhou)向長(chang)度(du)為(wei)(wei)1000mm。將重錘從一定高(gao)度(du)落(luo)下進(jin)行試(shi)(shi)(shi)驗(yan)。采(cai)用(yong)(yong)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)材(cai)料下方的(de)負荷傳感器(qi)測定沖擊(ji)載荷，采(cai)用(yong)(yong)激光(guang)位移(yi)計測定位移(yi)輸出(chu)功(gong)率。根(gen)據載荷－位移(yi)曲(qu)線求出(chu)在位移(yi)50mm之前的(de)吸收能(neng)。結果可知，隨著抗(kang)(kang)拉強度(du)的(de)提(ti)高(gao)，吸收能(neng)會(hui)增加(jia)，有助于(yu)提(ti)高(gao)零部件的(de)強度(du)。

　　2 超細晶組織型(xing)超高強度冷(leng)軋鋼板

　　在汽(qi)車用(yong)冷軋鋼(gang)板(ban)中(zhong)，如減震器和(he)車門防撞(zhuang)桁條等已(yi)開(kai)始采用(yong)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)超(chao)過980MPa級的超(chao)高(gao)(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)板(ban)。最(zui)近(jin)，與碰(peng)撞(zhuang)安全性(xing)有關的法規得到(dao)了加強(qiang)(qiang)(qiang)，超(chao)高(gao)(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)材(cai)料開(kai)始應(ying)(ying)用(yong)于(yu)汽(qi)車車身(shen)零部(bu)件。在超(chao)高(gao)(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)板(ban)應(ying)(ying)用(yong)擴大的同(tong)時，熱沖壓(ya)和(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)頻加熱等熱處理技(ji)術也開(kai)始應(ying)(ying)用(yong)于(yu)超(chao)高(gao)(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)零部(bu)件。在應(ying)(ying)用(yong)超(chao)高(gao)(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)板(ban)時，耐延(yan)遲(chi)(chi)斷裂特(te)性(xing)成(cheng)為(wei)了一(yi)個課題(ti)。隨著強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的提高(gao)(gao)(gao)(gao)，延(yan)遲(chi)(chi)斷裂敏感性(xing)也提高(gao)(gao)(gao)(gao)，當抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)提高(gao)(gao)(gao)(gao)到(dao)1180MPa以上時，延(yan)遲(chi)(chi)斷裂敏感性(xing)會迅(xun)速提高(gao)(gao)(gao)(gao)，容易發生(sheng)延(yan)遲(chi)(chi)斷裂。

　　使用具(ju)有雙相(xiang)（DP）組(zu)織的(de)1470MPa級鋼(gang)板作為(wei)(wei)比(bi)較鋼(gang)板。開(kai)發(fa)鋼(gang)的(de)延伸特(te)(te)性比(bi)相(xiang)同強(qiang)度的(de)DP鋼(gang)高1.5倍左右(you)。關于局部(bu)(bu)變(bian)形特(te)(te)性，采用V彎(wan)(wan)曲(qu)試(shi)驗(yan)方法，彎(wan)(wan)曲(qu)方向為(wei)(wei)與軋(ya)制方向成直(zhi)角的(de)方向進行試(shi)驗(yan)，彎(wan)(wan)曲(qu)角度為(wei)(wei)60°和90°，彎(wan)(wan)曲(qu)半(ban)徑在1～5mm范圍內變(bian)化(hua)。V彎(wan)(wan)曲(qu)試(shi)驗(yan)表明(ming)，與DP鋼(gang)相(xiang)比(bi)，開(kai)發(fa)鋼(gang)可(ke)彎(wan)(wan)曲(qu)加(jia)工到更小的(de)彎(wan)(wan)曲(qu)半(ban)徑。該開(kai)發(fa)鋼(gang)彎(wan)(wan)曲(qu)加(jia)工性比(bi)DP鋼(gang)好(hao)的(de)原因是(shi)，母相(xiang)為(wei)(wei)無碳化(hua)物且均勻的(de)無碳貝(bei)氏(shi)體相(xiang)占大半(ban)部(bu)(bu)分，及殘(can)留奧氏(shi)體在條狀組(zu)織中均勻微細彌散，使變(bian)形不會集中，不容易產生會導致龜裂起(qi)源的(de)大的(de)縮孔。

　　鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)耐延(yan)遲(chi)斷裂(lie)特(te)性(xing)(xing)不僅與(yu)(yu)強度有關，而且與(yu)(yu)化學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分和顯微組織(zhi)有關。為(wei)改善鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)耐延(yan)遲(chi)斷裂(lie)特(te)性(xing)(xing)，已(yi)提出(chu)了各種(zhong)方法。另外，在(zai)(zai)實際(ji)(ji)零部(bu)件中，由于(yu)受到(dao)某種(zhong)加(jia)工(gong)，因此除了鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分和強度外，加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)程度、殘留應(ying)力，尤其是在(zai)(zai)實際(ji)(ji)使用狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)(de)腐蝕環境成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)了影響耐延(yan)遲(chi)斷裂(lie)特(te)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)重要因素。采用將U形彎(wan)曲(qu)的(de)(de)(de)(de)材料放(fang)在(zai)(zai)鹽酸(suan)中浸(jin)漬的(de)(de)(de)(de)方法來評價(jia)耐延(yan)遲(chi)斷裂(lie)特(te)性(xing)(xing)。即，將長(chang)條狀(zhuang)試樣，以(yi)10mm、15mm的(de)(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)半(ban)徑，按照(zhao)與(yu)(yu)軋制方向成(cheng)(cheng)(cheng)直角的(de)(de)(de)(de)方向進行了彎(wan)曲(qu)加(jia)工(gong)，在(zai)(zai)脫模后(hou)一面用應(ying)變(bian)儀確認彎(wan)曲(qu)部(bu)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力值，一面用螺栓夾緊，并施以(yi)1000～2000MPa的(de)(de)(de)(de)應(ying)力。浸(jin)漬鹽酸(suan)的(de)(de)(de)(de)濃度為(wei)5%，調查了浸(jin)漬48h后(hou)有無裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)發(fa)生。與(yu)(yu)相(xiang)(xiang)同(tong)強度的(de)(de)(de)(de)DP鋼(gang)相(xiang)(xiang)比，開發(fa)鋼(gang)即使彎(wan)曲(qu)到(dao)很小，即使殘留應(ying)力很高，長(chang)時間(jian)浸(jin)漬后(hou)也不容(rong)易發(fa)生裂(lie)紋(wen)，表明(ming)具有非常好的(de)(de)(de)(de)耐延(yan)遲(chi)斷裂(lie)特(te)性(xing)(xing)。如前所述的(de)(de)(de)(de)那樣，可(ke)以(yi)認為(wei)這是因為(wei)開發(fa)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)母相(xiang)(xiang)為(wei)無碳化物的(de)(de)(de)(de)無碳貝(bei)氏體，及殘留奧(ao)氏體相(xiang)(xiang)微細彌散后(hou)發(fa)揮了吸氫(qing)效果所致。

　　3 結束語

　　在有(you)關防碰撞安全性的(de)法規得到了加強的(de)進程中，進一步開發降低車身重量的(de)技術，擴大高(gao)強度鋼(gang)板的(de)應用變得越來(lai)越重要(yao)。今后應積(ji)極推(tui)進能滿足汽(qi)車制(zhi)造商(shang)(shang)和(he)零部(bu)件制(zhi)造商(shang)(shang)要(yao)求的(de)高(gao)性能高(gao)強度鋼(gang)板材料和(he)利用技術的(de)開發，并為環境保護做出貢獻(xian)。

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