中文名称 | 高强度钢板 | 外文名称 | High Strength steel |
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汽车工业的迅猛发展为国民经济和社会发展发挥了重要作用。但受能源短缺、环境污染等问题的影响,该行业发展之矛盾也日益凸显。展望未来,该行业的发展只有建立在自然、生态、节能、安全等背景下,其发展才可持续。
在此背景下,汽车轻量化以及高强钢的应用成为了重要发展方向。但受高强钢板材强度的提高,传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象,无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下,目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺,主要是利用高温奥氏体状态下,板料的塑性增加,屈服强度降低的特点,通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究,目前该技术被国外厂商垄断,国内发展缓慢。
据调查统计,部分汽车品牌高强钢的应用不断扩大,有些车型的车身框架高强度钢的应用已达90%。根据美国钢铁学院能量部的研究,即使高强度钢降低部分数值其拉伸还是要比传统的冷板困难得多。高强钢的延展率只有普通钢材的一半。
当材料被冲压成形时,会变硬,不同的钢材,变硬的程度不同。一般高强度低合金钢只略有20MPa增加,不到10%。注意:双相钢的屈服强度有140MPa增加,增加了40%多!金属在成形过程中,会变得完全不同,完全不像冲压加工开始之前。 这些钢材在受力后,屈服强度增加很多。材料较高的屈服应力加上加工硬化,等于流动应力的大大增加。因此,开裂、回弹、起皱、工件尺寸、模具磨损、微焊接磨损等成为了高强钢成型过程中的问题焦点。
基于高强钢的特点和特性,如果不能改变金属流动和减少摩擦,那么高强度钢(HSS)的开裂和质地不均性都可能引起部件报废率的上升。这种材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)(测量屈变力的单位)、增强的回弹、加工硬化的倾向以及在升高的成型温度下运行对于模具来说都是一个挑战。
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润滑影响成型性这是不争的事实。因此,高性能润滑剂可提供一种更高性能的膜以保护金属免于断裂、压裂或被焊接到模具上。好的润滑剂还能够减少摩擦热量,使金属流动不间断并能控制起皱或断裂。
针对这一问题,美国IRMCO公司作为世界知名从事润滑研究制造的专业公司,自三十年前就已成功研发的新型水基润滑技术解决了高强钢的成型问题。下面,结合多年来的研究和使用从润滑角度并结合该润滑技术的特点谈一下看法和意见。如下:
其一,严酷条件下的润滑保障。
1、由于高强钢的屈服力大,要屈服它比一般板材需要更多的能量,这种能量除了变形以外,很大程度上是板材与模具间推撞(摩擦)。因此,随着金属在冲压模具中变形温度会不断升高,油基润滑油都会变薄,有些情况下会达到闪点或者烧着(冒烟),润滑失效。而IRMCO高分子聚合物极温润滑剂中含有抗极压物并具有"热寻性"而且会粘到金属上,随着温度的升高在模具和板材表面形成一个坚韧的保护屏障,从而降低摩擦和温度,以帮助工件更好的延展,以此来控制摩擦和金属流动;同时保护金属不会过热,发黑而拉裂和粘接。(如下图4)
同时,根据实际试验中的问题,我们在实验室里复制现场试验的结果。不同配方的油基和常规(肥皂)为基础的合成润滑剂,在高强钢上不能正常工作。废品率和模具磨损(擦伤)失控。(如下图5)
美国绿叶技术实验室对IRMCO产品和汽车行业通过认证的拉伸油以及合成润滑剂,在美国DP780超高强度钢上进行了成型对比实验。采用了俄亥俄州立大学的茵特拉根(Interlaken)拉伸成型测试法。这种方法被证实用于测试实际结果非常准确。IRMCO达到的数值是145 比汽车行业通过认证的拉伸油的115和合成润滑剂的110 超过了25%。数值越大说明成型能力越好(如下图6)。
2、由于冲压过程中会产生温度,同时由于油的热容量比较大,热扩散比较差。而IRMCO水基润滑剂因温度产生形成水蒸气带走热量,不但有效的降低了温度,保护了模具,而且因温度所产生的微焊接磨损将得到有效的控制。同时还可以提高冲次。
其二、工具涂层的性能与润滑剂质量紧密联系。
传统的物理气相沉淀(PVD)和化学气相沉淀涂层(CVD)外部需要润滑发挥最大性能。IRMCO指出:"热扩散工艺可以减少摩擦磨损的问题。通过热扩散所产生的碳化钒可以形成耐久性、坚硬的表面,在苛刻的成形和冲压模面时,会极大的提高工具的使用寿命。如果使用的润滑剂无法承受高温、磨损和先进高强钢的加工硬化性,价值会大幅降低。因此,使用可满足高强钢需求的润滑剂,是达到涂层使用寿命最大化的关键。"
根据IRMCO技术的先进行及多年的应用经验,高强钢冲压模具无需花费高昂的涂层费用,就可以满足生产需要,并可以延长模具寿命。从(下图7)可以看出IRMCO润滑技术对模具的保护作用。冲压三千个工件后,工件表面质量及模具表面得到明显的改观(表面划痕明显减少)。
其三、高性能润滑可以使工件质量更加稳定。
模具间隙及模具的几何设计等是实现工件尺寸精度的重要内容。因此,这直接关系到对金属材料和润滑剂技术要求。如果间隙越小、越紧摩擦力越大,对润滑剂的要求也越高,但工件的成型精度也相对越高。由于IRMCO可以较好的控制摩擦和金属流动,所以可以保证工件质量更加稳定。
Q460是一种高强度的低合金钢。Q460的牌号表示方法:它的钢号冠以"Q",代表钢材的屈服点,即屈服强度。后面的数字表示屈服点数值460代表460兆帕,兆是10的6次方,帕是压强单位帕斯卡。Q460就是钢材受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形,也就是当外力泄掉后,钢材只能保持受力的形状而无法回复原形,这个强度要比一般钢材大。一般质量等级符号分别为A、B、C、D、E Q460在保证低碳当量的基础上,适当的增加了微合金元素的含量。良好的焊接性能要求钢材碳当量低,而微合金元素的增加在增加钢材强度的同时,也会增加钢材的碳当量。但好在增加的碳当量很少,所以不会影响钢材的焊接性能。
高强度钢板的发展
汽车工业的迅猛发展为国民经济和社会发展发挥了重要作用。但受能源短缺、环境污染等问题的影响,该行业发展之矛盾也日益凸显。展望未来,该行业的发展只有建立在自然、生态、节能、安全等背景下,其发展才可持续。在...
什么叫双相高强度钢板
所谓双相高强度钢板是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半,一般量少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、T...
3毫米的高强度钢板相当于多厚的普通钢板
要知道具体的强度等级,才能估算。
低合金高强度钢板多少钱,有什么作用?
一般价格30000左右一吨。目前,新型的低合金高强度钢以低碳(≤0.1%)和低硫(≤0.015%)为主要特征。常用的合金元素按其在钢的强化机制中的作用可分为:固溶强化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni...
怎么样的才算是高强度钢材?
目前国际普遍把屈服强度包括690MPa或700兆帕及其以上的钢材叫高强钢,目前商业产品的强度已经达到1300兆帕以上。而包括Q275 Q295 Q355...
高强度钢冲压模具
当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化,提高了车辆的碰撞强度和安全性能,因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高,传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象,无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下,国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺,主要是利用高温奥氏体状态下,板料的塑性增加,屈服强度降低的特点,通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究,该技术被国外厂商垄断,国内发展缓慢。
过去在生产深冲或者重冲工件,大家都认为耐压型(EP)润滑油是保护模具的最好选择。硫和氯EP添加剂被混合到纯油中来提高模具寿命已经有很长的历史了。但是随着新金属--高强度钢的出现,环保要求的严格,EP油基润滑油的价值已经减少,甚至失去市场。
在高温下高强度钢的成型,EP油基润滑油失去了它的性能,无法在极温应用中提供物理的模具保护隔膜。而极温型的IRMCO高固体聚合物润滑剂则可以提供必要的保护。随着金属在冲压模具中变形,温度不断升高,EP油基润滑油都会变薄,有些情况下会达到闪点或者烧着(冒烟)。IRMCO高分子聚合物润滑剂一般开始喷上去时稠度低得多。随着成形过程中温度的上升,会变得更稠更坚韧。实际上高分子聚合物极温润滑剂都有"热寻性"而且会粘到金属上,形成一个可以降低摩擦的隔膜。这个保护屏障可以允许工件延展,在最高要求的工件成型时没有破裂和粘接,以此来控制摩擦和金属流动。有效的保护了模具,延长了模具使用寿命,提高了冲压的强度。
《先进航空材料与技术丛书:航空超高强度钢的发展》介绍了航空用超高强度钢的相关知识,《先进航空材料与技术丛书:航空超高强度钢的发展》可供航空结构钢、不锈钢结构设计、选材和应用的工程技术人员参考,也适于研究生和教师们阅读。
低合金高强度钢按其主要性能和用途,可分为高强度用钢、低温用钢和耐蚀用钢三类:
高强度用钢 ;这类钢除高强度外还兼有优良的低温韧性,其主要特点和用途见表。这类钢的产量在中国占低合金高强度钢产量的80%以上,其中屈服强度35~40kgf/mm平方级的钢种占大多数,应用最为广泛的是16Mn钢。
低温用钢 ;它们属于铁素体型低温用钢。通过提高钢的纯净度和降低钢中磷、硫含量得到较低的韧性-脆性转变温度。这类钢主要有09Mn2V(-70℃)、06MnNb(-90℃)、3.5%Ni(-100℃)和06AlNbCuN(-120℃),用于制作低温设备的零部件。
耐蚀用钢 ;这类钢对大气、海水、硫化氢等环境有一定程度的抗蚀能力,如10MnPNbRE钢耐海洋大气和海水腐蚀,用于船舶、板桩、井架;12MoAlV钢适于制造炼油厂高温硫化氢设备;10MoWVNb钢在用于400℃氢、氮、氨高压管方面效果较好。
现在广义的高强钢板指的是屈服大于345的钢板。 常见的Q390,Q420,Q460等 狭义的高强板指的是屈服大于等于550以上的。例如Q550,Q690,Q890,Q960等。高强度钢板 听朋友说河南钢达贸易有限公司 做的比较专业, 您可以咨询下他们
一 牌号表示方法:钢的牌号由代表屈服强度的 汉语拼音字母 ,屈服强度数值,质量等级符号三个部分组成。例如: Q345B ,其中:
Q—钢的屈服强度的“屈”字汉语拼音的首位字母;
345—屈服强度数值,单位MPa;
B—质量等级为B级。
Z15表示厚度方向性能
执行标准GB1591
二 Q345B厚度方向(Z向)性能符号及执行标准
德记钢铁加工厚度方向性能钢板是“专长”,在冶炼、轧制等环节上均有特色。在冶炼、热处理等方面技术的不断进步,以轧代锻(铸)钢板的研制生产取得了丰硕成果。可替代锻(铸)件的钢板厚度最厚已达410mm,最大单重38吨。在国内率先改造和完善大钢锭生产装备,填补国内宽厚板领域高端产品空白、替代进口。大厚度Z35级别钢板,发挥技术和装备优势,厚度为200mm-300mm厚的大厚度Z向钢板。大厚度Z35级别钢板是一种应用在特定环境条件下的特厚钢板,如发电机组的水轮机座环、导叶等关键部位,对其安全可靠性和使用寿命的长久性要求很高。研制200mm-300mm厚的大厚度Z35级别的钢板,要保证抗层状撕裂性能达到Z35级别。这是冶金行业公认的一道高难度“奥林匹克竞赛题”。要攻克大钢锭凝固控制、大厚度钢板热处理、大厚度钢板低温冲击韧性及抗层状撕裂性能等技术难点。原则:一是保证其具有较好的焊接性;二是确保厚度方向性能;三是保证在使用温度下具有足够的冲击韧性储备和较低的韧脆转变温度;四是提高结构的安全性。用精细的工艺来研发水电用大厚度Z向钢精品。对冶炼、轧制、热处理等全部工艺环节,实行全程跟踪,忍受500摄氏度的高温辐射,相继开发出200mm厚的S355J0-Z35、270mm厚的A516Gr70-Z35钢板的基础上,按照EN10025标准和水电设计院的技术要求,终于成功研发出300mm厚Z35级别钢板。经检验,完全可满足相关技术标准的要求,达到实物水平。它的研制成功把我国水电用大厚度Z向钢技术发展水平向前大大推进了一步。300mm厚Z35级别钢板的研发成功,改变了我国水电行业对大厚度Z向钢长期依赖进口的局面,对大型设备实现国产化至关重要。300mm厚Z35级别钢板是大厚度Z向钢迈向水电行业新节点。这必然推动研制水电用大厚度Z向钢不断取得突破。更重要的是,300mm厚Z35级别钢板不仅能应用在水电行业,更能应用于其它大型关键设备的制造,具有广阔的前景。
三 化学成分
C:≤020%,
Si≤050%,
Mn:≤170%,
P≤0035%,
S:≤0035%,
Nb≤007%,
V:≤015%,
Ti≤020%,
Cr≤030%,
Ni:≤050%,
Cu:≤030%,
N:≤0012%,
Mo:≤010%
四 力学性能
屈服强度:
≤16mm:≥345,
16-40mm:≥335,
40-63mm:≥325,
63—80mm:≥315,
80—100mm:≥305,
100—150mm:≥285,
150—200mm:≥275。
抗拉强度:450—630。
伸长率:大于17。
冲击试验:试验温度:20℃:大于34。
S355JR牌号延伸:S355JR-Z15、S355JR-Z25、S355JR-Z35钢板,这是Z向表示方法
1、S355JR钢板运用范围:
S355JR运用于飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉。 S355JR运用于航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件。
2、S355JR钢板履行标准:EN10025
3、S355JR钢板化学成分
牌号S355JR
C:≤022
Si:≤055
Mn:≤160
P:≤0025
S:≤0025
N:≤0012
Cu:≤055
4、S355JR钢板力学性能:
硬度为70-80B,屈从强度在300-400MPa之间。
做冲击试验做+20度冲击功要求不低于27千焦
5、S355JR钢板交货状况:
S355JR是欧标低合金高强度钢板,同系列其他材质如S355J0,S355J2,交货状况热轧、控轧、正火,S355J2+N,带Z向等
6、S355与国内对应商标:
S355JR 相当于国内的 Q345B
S355J0 相当于国内的 Q345C
S355J2 相当于国内的 Q345D
S355K2 相当于国内的 Q345E
7、S355JR归于低合金高强度结构钢,是欧标钢板
8、S355JR钢板现货规格(厚度8-200mm)(宽度2000-2500mm)(长度8000-12000mm)