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JFE开发高强度镀锌钢板简介

发布日期:2016-11-25  来源:中国涂装设备网
现代电镀网11月25日讯:
 
    1、前言

    为适应环境保护的需要,要求汽车车身要轻量化;为提高汽车的安全性,要求提高车身的抗碰撞特性。这些已成为当前汽车制造商所面临的重要课题。为解决这些课题,除了对车身进行精心设计外,提高所用钢材的强度也是一种有效的方法。JFE公司开发了各种强度等级的高强度钢板,同时还开发出了强度等级相同,但具有不同特征的高强度钢板
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    以下就解决上述问题的合金化热镀锌高强度钢板的开发思路和合金化热镀锌高强度钢板的系列品种及具有各种特征的产品进行介绍。

    2、合金化热镀锌高强度钢板的开发思路

    作为提高钢的强度的方法有:

(1)添加Si、Mn和P等的固溶强化;

(2)利用Ti和Nb的碳化物和氮化物等的析出强化;

(3)细化晶体;

(4)利用马氏体和贝氏体的组织强化。无论采用何种强化方法,都必须添加Si、Mn和P等元素。
 
     比铁更容易产生氧化性的元素在再结晶退火时会出现选择氧化,并容易在钢板表面产生富集。由于这些表面富集物会妨碍铁和溶融锌的湿润性,因此热镀性能有可能下降。特别是,由于Si容易产生表面富集和妨碍热镀性,因此不适合作为强化元素。Mn虽然也会产生表面富集,但在晶界中存在偏析的倾向,不像Si那样容易妨碍热镀性。因此,决定在合金化热镀锌高强度钢板中添加必要的最少量的Mn。P的氧化性接近于铁,因此在退火时可以避免表面富集。但是,采用一般的制造工艺时,由于铁素体晶界中存在偏析,会使合金化反应迟滞,因此在利用超低碳钢中P具有的良好的固溶强化作用的情况下,决定添加在实际使用上没有大问题的最小P量。另外,在使用其它的强化方法时,则要避免P的添加。抑制P的添加还有助于改善焊接性。由于仅仅使用以上元素并不一定能获得充分的强化作用,因此对新的强化元素和强化方法进行了研究。

    采用GDS调查了Mo添加钢和Si添加钢在退火后的表面富集状态。结果可知,在Si添加钢中,Si的表面富集明显,而在Mo添加钢中则完全看不到Mo的富集现象。这是由于Mo的氧化物生成自由能低、即使在退火时也不会产生选择氧化的缘故。

    Mo添加钢和P添加钢及低碳钢的合金化调查结果表明,当P添加钢的合金化温度为490℃时,合金化明显迟滞。为使P添加钢能获得与合金化温度为490℃的低碳钢相同的合金化速度,有必要在550℃的高温下进行合金化。这种高温合金化会导致抗粉化剥落性变差。另一方面,在Mo添加钢中看不到合金化迟滞的现象,其合金化速度与低碳钢基本相同。也就是说,既能提高生产率,又能具有良好的抗粉化剥落性。

    3、合金化热镀锌高强度钢板的特性

    与以往的HSLA钢相比,含Mo量为0.15%的开发钢的屈服强度低、延伸特性好、碰撞吸收特性也好。

    合金化热镀锌钢板在挤压加工时有时会产生被称作“粉化”的剥落问题。开发钢的粉化性和以往含P钢的比较表明,开发钢不会妨碍合金化,具有良好的抗粉化剥落性。以往的含P钢由于合金化迟滞,为获得与开发钢相同的生产率,必须实施高温合金化。

    以往的HSLA型590MPa级合金化热镀锌钢板必须减少会妨碍热镀性的Si、Mn和Cr等元素的添加,因此为利用C的固溶强化作用,使用了C含量高的中碳钢。因此,可以说焊接部的接头特性并不一定十分好。此次,利用Ti和Nb炭化物最佳析出强化方法,开发出了以C含量低的低碳钢为基础的新型HSLA590MPa级合金化热镀锌钢板。开发钢的焊接特性和以前C含量高的钢的比较表明,以前C含量高的钢的延伸率低。采用C含量低的开发钢能获得非常高的延伸率,并具有良好的焊接接头特性。由于不含P,容易合金化,因此抗粉化剥落性也好。

    在汽车车身用面板中已使用340MPa级合金化热镀锌钢板。为使车身轻量化,还进行了440MPa级的试用,但仍存在屈服强度高和挤压成形性方面的问题。新开发的双相型440MPa级合金化热镀锌钢板的力学特性和以前的半超低碳钢。

    开发钢具有屈服强度低、延伸特性好和高的烘烤硬化性(BH性)。应用于车身时由于屈服强度低,因此有望提高成形性。另外,由于涂漆时的烘烤会使屈服强度上升,有望提高抗压痕性和提高碰撞时的冲击吸收特性。

    以往的析出强化型440MPa级合金化热镀锌钢板的r值(塑性应变比)和延伸特性并不一定很好,用于生产难成形性的部件时很困难。在对深冲性要求高的情况下,必须同时具有高r值和高延伸特性。在这种情况下,有必要使用超低碳IF钢和添加P,但添加P会使合金化迟滞,进而产生抗粉化剥落性下降的问题。新开发的高r值型440MPa级合金化热镀锌钢板以超低碳IF钢为基础,能确保延伸特性,添加适当的P能获得高的r值和提高抗粉化剥落性。由于开发钢具有高的延伸特性和r值,因此有望用于生产难成形的部件。

    4、结束语

    为使汽车车身轻量化和提高车身的防锈性能,JFE公司开发了各种强度等级的合金化热镀锌高强度钢板。

    (1)开发了抗拉强度等级最高达到980MPa级高强度镀锌钢板系列;

(2)Mo在退火时不会发生表面富集,不会妨碍热镀性,因此它是合金化热镀锌高强度钢板中的有用元素;

(3)通过添加Mo,开发了双相型合金化热镀锌高强度钢板。以TS590MPa级为例,延伸特性可提高30%,并具有良好的焊接特性;

(4)通过低C当量设计,开发了焊接特性良好的新HSLA型合金化热镀锌高强度钢板;

(5)通过添加Mo和添加最少量的P,开发了不会妨碍生产率、抗粉化剥落性好的合金化热镀锌高强度钢板。
 
关键词: 电镀
 
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