国外新型汽车用钢的技术要求及研究开发现状(2)

图4 PNGV项目车体用钢材的钢种

Fig.4 GradedistributionofPNGV-classbody

structure

应力和应变与温度的函数关系在图5中被分为3个部分,区域Ⅰ中200 t 400 ,通过X射线衍

射研究和SEM的观察,没有发现变形诱导马氏体相变或孪晶出现,见图6(a)。

在这个温度区间的主要变形机制是位错滑动,在温度区域Ⅱ:20 t 200 ,X射线衍射观察变形的拉伸试样,没有发现相变,SEM显示,出现了大量的形变孪晶,见图6(b)。

在室温下出现超过90%的相当高的伸长率归因于大量的孪晶的形成,由TWIP钢作用而获得的

图5 TWIP钢(Fe-25Mn-3S-i3Al)的力学性能指标

Fig.5 MechanicalpropertiesofFe-25Mn-3S-i3AlTWIPsteel

高伸长率的解释大体上与TRIP钢的相同,应力诱导变形孪晶将优先在局部变形区域形成,在{111}孪

加。通常这种行为是纯面心立方金属和合金的特征。400 时总的伸长率是50%,室温时增加到最大值95%。在较低温度时开始下降,在更低的温度约-150 至失效的伸长率约75%。在温度-196 时,总的伸长率是65%,最大的均匀伸长率也很高,室温时达到80%。

未变形的拉伸试样拥有全部的奥氏体结构,这

(a)原始态主要组织为奥氏体和少量退火孪晶,t=400 , =40%; (b)变形后产生形变孪晶,

t=50 , =68%

图6 TWIP钢(Fe-25Mn-3S-i3Al)的显微结构 i

2

3

-1

晶面上的孪晶界对连续的位错运动起到很强的阻碍作用。在变形温度低于20 的区间Ⅲ,随温度下降到大约-70 ,均匀延伸和总的伸长率下降,然而,在较低的变形温度区间 -100 的区间Ⅳ,层

MsMs

错能和奥氏体的稳定性下降,马氏体 fcc→ hcp→ bcc相变作为孪晶形成的主要机制。

随着应变速率的增加,在整个应变速率范围内((10~10)s),屈服应力增加,因此,抗拉强度保持常数;直到应变速率超过100s-1时,抗拉强度增加。随着应变速率减少到10-1s-1,均匀和总的伸长率升高,经过最小值以后,均匀伸长率稍有下降。在应变速率为1 5 10-3s-1时,总的伸长率达到最大值80%,拉伸强度值达到800MPa。通过X射线衍射甚至在最大应变速率处也没有观察到马氏体相变,相当高的伸长率是由于大量机械孪晶的形成 TWIP作用。

表征汽车车身和框架结构的深冲钢的冲击行为的主要性能是依赖于摆锤冲击韧性和特定吸收能Espec的温度,定义为在给定温度下(25 ),

变形速

-4

3

-1

率为常规的(10~10)s时的单位体积的变形能,由飞轮惯性和Kopkinson样实验确定。

图7是TWIP钢与所选择的常规深冲钢的特定吸收能比较,如IF钢、含磷钢(FeP04),烘烤硬化钢(ZstE180BH)和形变热处理钢(QstE500TM),图7中表示的是TWIP钢特定的吸收能约为0 5J/mm3,传统深冲钢的吸收能范围是0 16J/mm3 Espec 0 25J/mm,这个值是延展性好吸收能高的TWIP钢的一半或更低。在高的应变速率条件下,由于大量的孪晶形成,可获得高的吸收能。

3

4 结语

由以上介绍分析,今后汽车用钢的发展方向是,进一步在提高强度、降低车重的同时,要综合考虑安全、成形等因素,通过更多的新的强化机制而提高强韧性的方法会不断地被使用。我国钢铁工业应注意国外的发展动向,适时地进行研究工作,使我国汽车用钢开发进入世界先进水平。

参考文献:

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TWIPSteelsDevelopment-properties-application[J].Interna-tionalJournalofPlasticity,2000,16:1394-1409.

[2] GeorgFrommeyer,UdoBrvx,PeterNeumann.Supra-ductile

andHigh-strengthManganese-TRIP/TWIPSteelsforHigh-energyAbsorptionPurposes[J].ISIJInternational,2003,3(43):438-446.

[3] FrommeyerG,GrasselO.HighStrengthTRIP/TWIPandSu-perPlasticSteels:Development,Properties,Application[C].LaRevueDeMetallurgie-CIT,Octobre1998,1299-1310.[4] UdoBrux,GeorgFrommeyer,OliverGrassel,etal..Develop-mentandCharacterizationofHighStrengthImpactResistantFe-Mn-(Al,Si)TRIP/TWIPSteels[J].MaterialsTechnolo-gy,SteelResearch,2002,(6+7):294-298.

图7 TWIP钢与其他汽车用钢吸收冲撞能的比较

Fig.7 ComparisonofenergyvolumeofTWIPandotherautomobilesteels

2005年薄板坯连铸连轧品种与工艺技术研讨会

在扬州召开

由先进钢铁材料技术国家工程研究中心和连铸技术国

家工程研究中心联合主办的 2005年薄板坯连铸连轧品种与工艺技术研讨会 于2005年4月13 16日在扬州召开。来自国家科技部、全国各大薄板坯连铸连轧厂、高校、研究院所和薄带产品的用户企业等20余家单位的102名代表参会,其中包括来自美国的薄板坯连铸连轧专家等。

国家科技部领导黄世兴处长、中国金属学会副理事长兼秘书长李文秀教授、钢铁研究总院副院长田志凌教授、美国梁先生、邯钢副总经理马春林先生、包钢副总经理李春龙先生、珠钢总工程师毛新平先生、涟钢副总经理郑柏平先生及高校多位知名教授等出席了研讨会。会议进行了2天的学术研讨,共有28名代表在会上宣读了学术论文。与会代表就目前我国薄板坯连铸连轧的品种开发、工艺技术、设备改造等各个方面的问题进行了深入的交流和讨论,整个会议期间,讨论热烈,气氛活跃,深受与会代表的欢迎。会议代表纷纷表示,此次会议的议题与生产结合紧密,讨论的内容详实而有现实意义,必将给我国薄板坯连铸连轧的生产和研发带来积极影响。会议出版了学术论文集,收录学术论文42篇。

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