HSS 和 AHSS是什么意思?
HSS:高强钢(high strength steel), AHSS先进高强度钢:(advanced high strength steel) ,是基于高强度钢(HSS)提出来的.
AHSS
先进高强度钢,国际钢铁协会( IISI) 先进高强钢应用指南第三版中将高强钢分为传统高强钢(Conventional HSS) 和先进高强钢(AHSS) 。传统高强钢、烘烤硬化(BH) 钢、高强度无间隙原子(HSS -IF) 钢和高强度低合金(HSLA) 钢AHSS 主要包括双相(DP) 钢、相变诱导塑性(TRIP) 钢、马氏体(M) 钢、复相(CP) 钢、热成形(HF) 钢、孪晶诱导塑性(TWIP) 钢和淬火分离(QP)钢AHSS的强度 在500MPa到1500MPa之间,具有很好吸能性,在汽车轻量化和提高安全性方面起着非常重要的作用,已经广泛应用于汽车工业,和加强件如A/B/C柱、车门槛、前后保险杠、车门防撞梁、横梁、纵梁、座椅滑轨等零件DP钢最早于1983年由瑞典SSAB钢板有限公司实现量产。
先进高强度钢,也称为高级高强度钢,其英文缩写为AHSS(Advanced High Strength Steel)。国际钢铁协会( IISI) 先进高强钢应用指南第三版中将高强钢分为传统高强钢(Conventional HSS) 和先进高强钢(AHSS) 。
传统高强钢主要包括碳锰钢(C -Mn)、烘烤硬化(BH) 钢、高强度无间隙原子(HSS -IF) 钢和高强度低合金(HSLA) 钢AHSS 主要包括双相钢(DP)、相变诱导塑性(TRIP) 钢、马氏体(M) 钢、复相钢(CP)、热成形(HF) 钢和孪晶诱导塑性(TWIP) 钢AHSS的强度在500MPa到1500MPa之间,具有很好吸能性,在汽车轻量化和提高安全性方面起着非常重要的作用,已经广泛应用于汽车工业,主要应用于汽车结构件、安全件和加强件如A/B/C柱、车门槛、前后保险杠、车门防撞梁、横梁、纵梁、座椅滑轨等零件DP钢最早于1983年由瑞典SSAB钢板有限公司实现量产。
双相钢
双相钢组成是铁素体基体包含一个坚硬的第二相马氏体。通常强度随着第二相的体积分数的增加而增加。在某些情况下,热轧钢需要在边缘提高抗拉强度(典型的措施是通过空穴的扩张能力),这样热轧钢便需要具有了大量的重要的贝氏体结构。
在双相钢中,在实际冷却速度中形成的马氏体中的碳式钢的淬硬性增加。锰、铬、钼、钒、和镍元素单独添加或联合添加也能增加钢的淬硬性。碳、硅和磷也加强了作为铁素体溶质的马氏体的强度。
高强度钢
高强度及高延性钢的微观组织是在铁素体基体中还保留着残余奥氏体组织。除了体积分数最少为5%的残余奥氏体外,还存在着不同数额的马氏体和贝氏体等坚硬组织。
多相钢
具有代表性的多相钢需要很高的抗拉强度极限才能转变成钢。多相钢的组成是有细小的铁素体组织和体积分数较高的坚硬的相,并且细小的沉淀使其强度进一步加强。和双相钢和高强度、高延性钢一样,多相钢也包含了很多和它们相同的合金元素,但也经常有少量的铌、钛、和钒形成细小的、高强度的沉淀物。在抗拉强度值在800MPa或更高时,多相钢表现出了更高的屈服强度。多相钢的典型特征是具有高的成形性、很高的能量吸收和很高的残余变形能力。
马氏体钢
为了生成马氏体钢,在热轧或退火中存在的奥氏体在淬火和连续退火曲线中的冷却阶段全部转变成马氏体。该结构也会在成形后的热处理过程中形成。马氏体钢具有非常高的强度,抗拉强度极限达到了1700MPa。马氏体钢经常需要用等温回火来提高其韧性,这样便能在具有极高的强度的同时具有很好的成形性。
所有的先进高速钢的生产都要控制奥氏体相或奥氏体加铁素体相的冷却速度,可以在外围表面进行热磨削(如热轧产品),也可以在连续退火炉中局部冷却(连续退火或热浸涂产品)。马氏体钢是通过快速淬火致使大部分奥氏体转变成马氏体相而产生的。铁素体加马氏体双相钢的生产,是通过控制其冷却速度,使奥氏体相(见于热轧钢中)或铁素体+马氏体双相(见于连续退火和热浸涂钢中)在残余奥氏体快速冷却转变成马氏体之前,将其中一些奥氏体转变成铁素体。TRIP钢通常需要保持在中温等温的条件以产生贝氏体。较高的硅碳含量使TRIP钢在最后的微观结构含过多的残余奥氏体。多相钢还遵循一个类似的冷却方式,但这种情况之下,化学元素的调整会产生极少的残余奥氏体并形成细小的析出以加强马氏体和贝氏体相。
高速钢(HSS)是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢,又称高速工具钢或锋钢,俗称白钢。高速钢是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的。
高速钢的工艺性能好,强度和韧性配合好,因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具,也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外,20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢,它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。
安米集团北美公司推出新AHSS产品
安米集团北美公司推出了Fortiform®980 Extragal®新产品,扩展了其AHSS产品系列范围。该钢种专为汽车行业设计,用于解决液态金属脆化和最佳焊接强度等问题,这些问题对车辆在碰撞过程中受到影响的结构部件(包括前后轨)至关重要。此外,新钢种与传统AHSS相比,在减重高达20%的同时能够满足汽车日益严格的碰撞及安全要求。
安米集团印第安纳州研究中心首席研究工程师Hassan Ghassemi Armaki说道:“冷冲压用新型Fortiform®980 Extragal®系列AHSS产品性能在超越第二代AHSS产品的同时,拥有更高的强度和优异的成形性、延展性,为AHSS在车身工程中应用开拓了重要的新机遇。对于汽车生产商而言,这是一个至关重要的优势,因为它们正面临车辆进一步减重的压力,而车辆减重是提高燃油经济性战略的一部分。”
目前新钢种仅提供给北美市场,并很快将在欧洲推出。
汽车用先进高强钢(AHSS)的“代沟”
近年来,常规钢种的利润越来越微薄,而汽车用先进高强钢作为有一定技术门槛,且符合“高强减薄”环保理念的产品,发展趋势和利润都相当不错,也是大家比较关心的一类高附加值产品。
汽车用先进高强钢每一代每一款钢种都有其特点,常规性能看上去相近但不能混用。本文虽然会有些枯燥,但是花点时间学习,了解他们的特性,对于提高工作效率还是非常有帮助的。
汽车用先进高强钢目前的发展状况
近几十年来,汽车用先进高强度钢(AHSS-Advanced High Strength Steel)是材料的研发重点,目前世界钢协根据研发历史及其特点,将之分为三代。
第一代以铁素体为基的AHSS钢的强塑积为15 GPa%以下
第二代以奥氏体为基的AHSS钢的强塑积为50 GPa%以上,其合金含量高和生产工艺控制困难导致成本高,因此正研发第三代多相AHSS钢,通过多相、亚稳和多尺度的组织精细调控,其强塑积约为20 -40GPa%。
第三代AHSS钢以提高第一代AHSS钢强度、塑性和降低第二代AHSS合金含量、生产成本两方面进行研发。现有及已发中的AHSS钢种大致分布情况如下图。
基于延伸率--抗拉强度关系的现有及开发中的
AHSS“香蕉图”
注:强塑积=抗拉强度 × 延伸率(单位为GPa%),用于简单评价强度和塑形的平衡关系。
三代汽车用先进高强钢的区别和特点
第一代
主要包括双相( DP)钢、多相( CP)钢和相变诱导塑性( TRIP)钢,铁素体贝氏体钢(FB/SF),马氏体钢(MS/PHS)等。
第一代合金含量低,主要是以铁素体为主的多相显微组织。双相钢是目前使用最多的一种先进高强钢,除了强度高、成型性好外,还具有易于焊接加工的优点。TRIP钢兼具良好的强度和延伸性能,其残余奥氏体相通过应变诱导相变转化成马氏体相,从而提高了应变硬化指数。第一代AHSS的屈服强度通常不小于280/300 MPa,抗拉强度不小于590/600 MPa,其成形性能优于同等强度级别的HSLA。
第二代
包括奥氏体孪晶诱导塑性( TWIP) 钢、诱导塑性轻钢(L-IP)和剪切带强化(SIP)钢。第二代先进高强钢机械虽然有很高的强度和极好的塑性,但是由于其含有大量的Mn元素,成本很高,而且具有较低的屈服强度(约280MPa),对于结构件是不利的。此外,这些合金的加工难度非常大,而且TWIP钢还易于产生延迟裂纹。第二代AHSS的抗拉强度通常在1000 MPa ,断后伸长率通常为50–60 %。
第三代
第三代的特征是微观组织为马氏体(贝氏体)和奥氏体的混合组织。目前认为,这类钢中包括TBF钢(TRIP Aided Bainitic Ferrite steels),中锰钢(medium Mn-Trip),QP钢(Quenching-Partitioning Steel)等这类钢主要考虑了对钢的使用性能要求(高强度,高延性),同时也兼顾了经济性(Affordable)。
TBF钢它的组织特征是无碳化物板条状贝氏体基体及较大体积分数的残余奥氏体,与同等强度级别的第一代AHSS相比,它的成形性能更好,并且具有良好的翻边扩孔性能,并且,通过贝氏体铁素体晶粒的进一步细化,其强度有望进一步提高,通过相变诱导塑性效应,提高材料的延展性能。这类钢已经实现了商业化生产。
中锰钢,其Mn含量约为4-12%,它的强度和塑性均符合第三代AHSS的特征,它的残余奥氏体组织的体积分数较大。目前暂未实现批量生产,但在宝钢已经完成了试制。这类钢的主要合金元素为Mn,并添加了一定比例的Si/Al和其他微合金元素,其C含量较低。通过不同的热处理工艺可获得不同的显微组织结构,可获得的钢的强度范围较大。
QP钢(淬火延性钢),的组织特征是马氏体与残余奥氏体的混合组织,这种特征的显微组织是通过Q&P工艺获得的。Q&P热处理工艺获得的钢,不仅仅具有高的抗拉强度及断后伸长率的乘积,并且与同等强度级别的其他类型显微组织的钢相比(DP, TRIP, Q&T),具有更高的屈强比(YS/TS ratio)和更高的扩孔性能,宝钢是全球首个实现QP钢商业化生产的大型钢铁联合企业。
根据网络资料"常州精密钢管博客网"整理
astm
a182,高温设备用锻制或轧制的合金钢管法兰、锻制管件、阀门及零件的标准
gr
是grade,
钢级,astm
a182标准下f316钢级
百禄粉末高速钢PM(Microclean),采用世界上最先进的第三代粉末冶金技术烧结而成。相对于第一代和第二代,粉末颗粒更微细,分布更均匀,纯净度更高。相对于同等级别的其它粉末高速钢(PM),百禄的粉末高速钢(PM)各向同性更好,韧性更高,抗疲劳强度更好,从而保证了最高的可靠性。
S390的合金成分:
C 1.64 Co 7.98 W 10.4 Cr 4.75 Mo 2.0 V 4.8
出厂状态 软性退火最高至HB300
百禄S390 简介:
★S390是一种高合金粉末冶金高速钢,其特点:
◆极高的耐磨性
◆极高的抗压强度
◆良好的淬透性
◆良好的韧性
◆良好的热处理稳定性
◆非常好的回火稳定性
出厂状态软性退火最高至HB300
▲S390通过奥氏体化可以得到非常高的硬度和抗压强度,它拥有同其他系列材料一样好的热处理尺寸稳定性。虽然是高合金钢。但它的韧性非常高。S390的机加工性能低于其他的低合金高速钢。其耐磨性能高于同类高合金高速钢.。S390有非常好的红硬性。
★百禄S390应用:
◆S390是一种含钴高性能粉末冶金高速 钢。10.4%的含钴量提升了材料的高温性能(如红硬性和抗回火性),抗压强度和弹性模量。S390含大量非常小、非常硬,分布均一的碳化物,它是由高含量的碳与大量的碳化物形成元素(如铬,钼,钨和钒)结合形成的。S390中的小颗粒碳化物不利于萌生裂纹,并且提高了材料的耐磨损性能.
◆S390特别适用于需要同时满足极高耐磨损性和抗压强度的冷作模具。
◆S390的典型应用包括:冲切薄的、具有磨损性的材料,例如电子封装材料,镍钛合金的精冲模具和各类刀具。
石油天然气输送钢管 A级钢管 GB/T9711.1
L450是钢级 以总拉伸应力表示钢级
L450 总拉伸应力为450 MPa
(河北沧螺管道:王金豹)
主要采用钢 铁 铝
这些材料会严重影响未来地球资源
可以说 楼主的想法非常好
我认为你设计的汽车首先要环保、轻质、节能的
所以我认为可以取代现有材料的
又具备以上特点
车身新材料的种类
高强度钢板
从前的高强度钢板,拉延强度虽高于低碳钢板,但延伸率只有后者的50%,故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素,经各种处理轧制而成,其抗拉强度高达420N/mm2,是普通低碳钢板的2~3倍,深拉延性能极好,可轧制成很薄的钢板,是车身轻量化的重要材料。到2000年,其用量已上升到50%左右。中国奇瑞汽车公司与宝钢合作,2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg,占车身钢板用量的46%,对减重和改进车身性能起到了良好的作用。
低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢板等,车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。
含磷高强度冷轧钢板:含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板,也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为:具有较高强度,比普通冷轧钢板高15%~25%;良好的强度和塑性平衡,即随着强度的增加,伸长率和应变硬化指数下降甚微;具有良好的耐腐蚀性,比普通冷轧钢板提高20%;具有良好的点焊性能;
烘烤硬化冷轧钢板:经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理,屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度,是车身外板轻量化设计首选材料之一;
冷轧双向钢板:具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点,如经烤漆后其强度可进一步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件,如车门加强板、保险杠等;
超低碳高强度冷轧钢板:在超低碳钢(C≤0.005%)中加入适量的钛或铌,以保证钢板的深冲性能,再添加适量的磷以提高钢板的强度。实现了深冲性与高强度的结合,特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零件。
轻量化迭层钢板
迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料,表层钢板厚度为0.2~0.3mm,塑料层的厚度占总厚度的25%~65%。与具有同样刚度的单层钢板相比,质量只有57%。隔热防振性能良好,主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。
铝合金
与汽车钢板相比,铝合金具有密度小(2.7g/cm3)、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点,技术成熟。德国大众公司的新型奥迪A2型轿车,由于采用了全铝车身骨架和外板结构,使其总质量减少了135kg,比传统钢材料车身减轻了43%,使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件,车身零件数量从50个减至29个,车身框架完全闭合(见图1)。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%,还比同类车型的钢制车身车重减少50%。由于所有的铝合金都可以回收再生利用,深受环保人士的欢迎。
根据车身结构设计的需要,采用激光束压合成型工艺,将不同厚度的铝板或者用铝板与钢板复合成型,再在表面涂覆防腐蚀材料使其结构轻量化且具有良好的耐腐蚀性。
镁合金
镁的密度为1.8g/cm3,仅为钢材密度的35%,铝材密度的66%。此外它的比强度、比刚度高,阻尼性、导热性好,电磁屏蔽能力强,尺寸稳定性好,因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。镁的储藏量十分丰富,镁可从石棉、白云石、滑石中提取,特别是海水的盐分中含 3.7%的镁。近年来镁合金在世界范围内的增长率高达20%。
铸造镁合金的车门由成型铝材制成的门框和耐碰撞的镁合金骨架、内板组成。另一种镁合金制成的车门,它由内外车门板和中间蜂窝状加强筋构成,每扇门的净质量比传统的钢制车门轻10kg,且刚度极高。随着压铸技术的进步,已可以制造出形状复杂的薄壁镁合金车身零件,如前、后挡板、仪表盘、方向盘等。
泡沫合金板
泡沫合金板由粉末合金制成,其特点是密度小,仅为0.4~0.7g/cm3,弹性好,当受力压缩变形后,可凭自身的弹性恢复原料形状。泡沫合金板种类繁多,除了泡沫铝合金板外,还有泡沫锌合金、泡沫锡合金、泡沫钢等,可根据不同的需要进行选择。由于泡沫合金板的特殊性能,特别是出众的低密度、良好的隔热吸振性能,深受汽车制造商的青睐。目前,用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩、行李箱盖等。
蜂窝夹芯复合板
蜂窝夹芯复合板是两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝组成。根据夹芯材料的不同,可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维增强树脂蜂窝、铝蜂窝等;面板可以采用玻璃钢、塑料、铝板和钢板等材料。由于蜂窝夹芯复合板具有轻质、比强度和比刚度高、抗振、隔热、隔音和阻燃等特点,故在汽车车身上获得较多应用,如车身外板、车门、车架、保险杠、座椅框架等。英国发明了一种以聚丙烯作芯,钢板为面板的薄夹层板用以替代钢制车身外板,使零件质量减轻了50%~60%,且易于冲压成型。
工程塑料
与通用塑料相比,工程塑料具有优良的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等特点,且比要取代的金属材料轻、成型时能耗少。二十世纪七十年代起,以软质聚氯乙烯、聚氨酯为主的泡沫类、衬垫类、缓冲材料等塑料在汽车工业中被广泛采用。福特公司开发的LTD试验车,塑料化后的车身取得了轻量化方面的明显成果(见表2)。
中国工程塑料工业普遍存在工艺落后、设备陈旧、规模小、品种少、质量不稳定的状况,而且价格高,缺乏市场竞争力。工程塑料在汽车上的应用仅相当于国外上世纪八十年代的水平。如上海桑塔纳轿车塑料用量仅为2.86kg/辆,红旗CA7228型轿车为2.4kg/辆,而日本轿车平均为14kg/辆,宝马则更高,为35.64kg/辆。但这种局面将很快被打破,由上海普利特复合材料有限公司投资新建、国内最大的汽车用高性能ABS工程塑料生产基地日前在上海建成投产。此项目引进了世界先进的工程塑料生成线和试验检测仪器等设备,形成了年产15,000吨高性能ABS工程塑料的能力。
高强度纤维复合材料
高强度纤维复合材料,特别是碳纤维复合材料(CFRP),因其质量小,而且具有高强度、高刚性,有良好的耐蠕变与耐腐蚀性,因而是很有前途的汽车用轻量化材料。碳纤维复合材料在汽车上的应用,美国开展的最好。
二十世纪八十年代后期,复合材料车身外覆件得到大量的应用和推广,如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等,甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。据统计,在欧美等国汽车复合材料的用量约占本国复合材料总产量的33%左右,并继续呈增长态势,复合材料作为汽车车身的外覆件来说,无论从设计还是生产制造、应用都已成熟,并已从车身外覆件的使用向汽车的内饰件和结构件方向发展。图2为法国SORA公司为雷诺汽车公司开发的全复合材料轿车车身和重型卡车驾驶室。上海通用柳州汽车公司和东风公司计划推出全复合材料车身的家庭用小轿车。
车身新材料应用的现状
目前,国内外车身轻量化的研究方向是开发具有较高强度的轻质高性能新材料及设计新的轻量化结构。通过多年的探索,已取得了新的进展。德国大众九十年代末开发的路波TDI车型就是采用新设计、新材料、新工艺的综合成果。
TDI所有车身部件都是轻质金属制成的,包括前挡泥板、车门、发动机罩和尾门,其中尾门的金属外层是铝质,内板是镁制成的。汽车的内部设备许多也是轻质金属制成的,如,座椅的框架由铝制成,方向盘的内骨架是镁制成。乘客舱和发动机室之间组合隔板是铝质的。支撑结构通常也是由高强度的薄板金属制成的。
为解决新材料的防腐蚀保护和连接,大众采用创新的冲孔铆接法、迭边压接、激光钎焊等技术。
路波TDI的自重为830kg,包括417kg(50.5%)的钢、136kg轻质金属(16.4%,包括3.7kg的镁)、116kg塑料(14.0%)。在保证车身抗扭刚度、使用寿命和安全性的前提下,车身的重量减轻了50kg,汽车的总重减轻了154kg。由于汽车自重大幅度减轻,使得百公里油耗降至2.99升,总能量消耗只是传统汽车的一半。这意味着二氧化碳的排放量也将减少一半,碳氢化合物的排放量降到四分之一,是典型的环保型轿车,也是世界上批量生产的最经济轿车之一。
新材料应用的发展趋势
新材料回收再用性的研究
研究汽车新材料的最终处置问题至关重要,从某种程度上讲,关系到它的生存与发展。目前,汽车上约占自重25%的材料无法回收再用,其中三分之一为各种塑料,三分之一为橡胶,还有三分之一为玻璃、纤维。鉴于这种情况,世界各国都花费大量的人力、物力进行材料的回收再生问题的研究。现在可以通过三种途径进行回收:颗粒回收,重新碾磨;化学回收,高温分解;能源回收,将废弃物作为燃料。
德国在回收塑料等材料的法规是世界上最为完善的,其管理方式非常明确,即首先是避免产生,然后才是“循环使用”和“最终处理”。1991年规定回收塑料中的60%必须是机械性回收,另有40%可以机械回收,也可以采用填埋或能量回收的方式。通过十年的努力,现在的回收率已高达87%。日本是循环经济立法最全面的国家,其目的是建立一个资源“循环型社会”。为此,日本对废旧塑料的回收利用一直保持积极态度。此外,日本还大力支持以废塑料为主的工业垃圾发电事业。计划到2010年在全国建立150个废塑料发电设备。
减少材料的品种
未来汽车在工程塑料类型的选择上将会发生巨大的变化。目前汽车使用的塑料由几十种高分子材料组成,当前世界各大汽车公司致力于减少车用塑料的种类,并尽量使其通用化。这将有利于材料的回收再生和生态环境的保护。
降低成本
制约汽车车身新材料应用的重要因素是价格。作为主要新材料的高强度钢、玻璃纤维增强材料、铝和石墨增强,其成本分别为普通碳钢的1.1倍、3倍、4倍和20倍。所以只有大幅度降低这些新材料的制造成本,才可能使诸多新材料进入批量生产。如玻璃纤维增强材料将在成本上成为钢材的有力竞争者,虽然它的重量减轻有限,但价格却能为用户接受。石墨合成材料尽管性能良好,但因其成本居高不下,目前它在汽车工业上很难有所作为。
先进的制造工艺的研发
采用新材料与先进的制造工艺是相辅相成的,汽车工业正在努力开发新的制造方法,对传统的工艺进行更新。例如:适用于轻量化设计的连接工艺今年来有所发展,如德国某汽车公司在大批生产的轿车上采用CO2激光束焊接,与传统的焊接工艺相比,焊接成的高强度钢板车身的强度提高了50%。又如,一些复合材料的SMC壳体的材料较厚,大约为2.5~3mm,限制了轻量化的幅度。法国雷诺公司采用新的A级表面精度的SMC模压技术和低密度填料,减薄了零件厚度,使轿车壳体重量比普通SMC工艺下降了30%。
车身设计方法的革命
据欧洲汽车界人士预测,在今后十年中,轿车自身质量还将减轻20%,除了大量采用复合材料和轻质合金外,车身设计方法也将发生重大变化。
由于大量采用新型材料,传统的车身结构及其设计方法可能不再适用,取而代之的是一种基于生物学增长规律的形状优化设计法,这种设计方法即能减少零件质量,又延长了零件的使用寿命。此外,采用新的设计方法还能使车身零件数大幅度减少。如某车型的零件数已由400个减少到75个,质量减轻30%。美国克莱斯勒汽车公司尚未投放市场的概念车由于采用了创新的优化设计法,使整车自重降至544kg。这说明轻量化设计具有极大的潜力。
1.概述
高速钢又名风钢或锋钢,意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化,并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢,含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。合金元素总量达10~25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后,在室温下虽有很高的硬度,但当温度高于200℃时,硬度便急剧下降,在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度,完全丧失了切削金属的能力,这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好,弥补了碳素工具钢的致命缺点,可以用来制造切削工具。
高速钢的热处理工艺较为复杂,必须经过退火、淬火、回火等一系列过程。退火的目的是消除应力,降低硬度,使显微组织均匀,便于淬火。退火温度一般为860~880℃。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在800~850℃预热(以免引起大的热应力),然后迅速加 热到淬火温度1220~1250℃,后油冷。工厂均采用盐炉加热。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体,影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变,进一步提高硬度和耐磨性,一般要进行2~3次回火,回火温度560℃,每次保温1小时。
规格和外观质量
规格主要有圆钢和方钢。钢材的表面要加工良好,不得有肉眼可见的裂纹、折叠、结疤和发纹。冷拔钢材表面应洁净、光滑、无夹杂和氧化皮等。
高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢,热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时,硬度仍无明显下降,用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上,而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢,按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
普通高速钢
图一: 高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。
普通高速钢可满足一般需求。常见的普通高速钢有两种,钨系高速钢和钨钼系高速钢。
钨系高速钢
典型牌号为W18Cr4V,热处理硬度可达63-66HRC,抗弯强度可达3500MPa,可磨性好。
钨钼系高速钢
典型牌号为W6Mo5Cr4V2,目前正在取代钨系高速钢,具有碳化物细小分布均匀,耐磨性高,成本低等一系列优点。热处理硬度同上,抗弯强度达4700MPa,韧性及热塑性比w18Cr4V提高50%。常用于制造各种工具,例如钻头、丝锥、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等,可以满足加工一般工程材料的要求。只是它的脱碳敏感性稍强。
另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V,这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2,硬度为HRC63-64,与韧性相配合,容易轧制、锻造,热处理工艺范围宽,脱碳敏感性小,成本更低。这三个牌号的普通高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V,16.5%;W6Mo5Cr4V2,69%W9Mo3Cr4V,11%。
高性能高速钢
高性能高速钢具有更好的硬度和热硬性,这是通过改变高速钢的化学成分,提高性能而发展起来的新品种。它具有更高的硬度、热硬性,切削温度达摄氏650度时,硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性为普通高速钢的1.5-3倍,适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。
主要品种有4种,分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。
高碳系高速钢
牌号为9w18Cr4V,因含碳量高(0.9%),故硬度、耐磨性及热硬性都比较好。用其制造的刀具在切削不锈钢、耐热合金等难加工材料时,寿命显著提高,但其抗弯强度为3000MPa,冲击韧性较低,热处理工艺要求严格。
高钒系高速钢
牌号有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美国牌号M3),含钒量达3-4%,使耐磨性大大提高,但随之带来的是可磨性变差。高钒系高速钢的使用及发展还需要依赖于磨削工艺及砂轮技术的发展。
钴高速钢
牌号有W2Mo9Cr4VCo8(美国牌号M42)。其特点为:含钒量不高(1%),含钴量高(8%),钴能促使碳化物在淬火加热时更多地溶解在基体内,利用高的基体硬度来提高耐磨性。这种高速钢硬度、热硬性、耐磨性及可磨性都很好。热处理硬度可达67-70HRC,但也有采取特殊热处理方法,得到67-68HRC硬度,使其切削性能(特别是间断切削)得到改善,提高冲击韧性。钴高速钢可制成各种刀具,用于切削难加工材料效果很好,又因其磨削性能好,可制成复杂刀具,国际上用得很普遍。但中国钴资源缺乏,钴高速钢价格昂贵,约为普通高速钢的5-8倍。
铝高速钢
牌号为W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入铝(Al)和硅(Si)、铌(Nb)元素,来提高热硬性、耐磨性。适合中国资源情况,价格较低。热处理硬度可达到68HRC,热硬性也不错。但是这种钢易氧化及脱碳,可塑性、可磨性稍差,仍需改进。国际市场上高性能高速钢使用量已经超过普通高速钢25-30%。
本站注:按照通常的国际标准,只有含钴量在2%以上的高速钢才称为高性能高速钢,代号为HSS-E。其它如铝高速钢等,虽然性能较普通高速钢有所提高,但尚未有证据表明可以达到钴高速钢的同等性能。
粉末冶金高速钢
图二:粉末冶金高速钢及其制品。
近几年来高速钢的最大变革就是发展了粉末冶金高速钢,它的能优于熔炼高速钢。用高压氩气或氮气雾化熔融高速钢水,得到细小高速钢粉末,筛选后为0.4mm以下的颗粒;在真空(0.04Hg)状态下,密闭烧结达到密度65%;再在1100℃高温、300MPa高压下制成密度100%的钢坯,然后锻轧成钢材,这样有效地解决了熔炼高速钢在铸锭时要产生粗大碳化物偏析的问题,而它无论截面多大,其碳化物级别均为一级。碳化物晶粒极细,小于0.002mm,而熔炼高速钢碳化物晶粒为0.008-0.02mm。
牌号为CPM T15的粉末冶金高速钢,它的强度、韧性分别是同化学成分的熔炼高速钢的2倍及2.5倍。尽管含钒量达5%,但由于碳化物晶粒细,可磨性依然很好。高温热硬度也比熔炼高速钢提高0.5-1HRC。
又由于其物理机械性能高度各向同性,淬火变形小。碳化物颗粒均匀分布的表面较大,不易从刀具的切削刃上剥落,小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍,大尺寸刀具提高20-30%。
粉末冶金高速钢具有良好的力学性能,适合制造:间断切削条件下易崩刃的刀具、强度高而切削刃又必须锋利的刀具,如插齿刀、滚刀、铣刀,高压动载荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小,晶粒细,可磨性好,适合制造:大尺寸刀具、精密刀具、复杂刀具。这类材料的高温热硬度高,又适合制造难加工材料所用的刀具,确实是面面俱到。
粉末冶金高速钢生产过程较复杂,造价较高。中国钢厂提供的品种较少,市场用量也很少。国际上著名钢厂如美国Crucible公司已可提供近二十种粉末冶金高速钢,日本神户制钢所、日立金属公司均可提供近十种粉末冶金高速钢,供应量也在迅速增长。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速钢制造了钻头、铣刀、丝锥,NACHI公司制造了滚刀、插齿刀、剃齿刀。有理由相信技术性能高的粉末冶金高速钢将会得到更广泛的应用,为金属加工业带来新的发展。 聊城烁祥管业制造有限公司我的钢管网竭诚为您服务
切割钢材用什么样的金属锯片比较好?金属切割锯片适用切割黑色金属(低碳钢、中碳钢、高碳钢、不锈钢、合金钢、铁管、铁棒)科针对不同的切割材料进行不同的设计,以保证达到它的使用效果。
其中市场上的金属钢材包括45号钢,Q235,不锈钢等等材料,我们需要根据切割设备的不同,针对性选择不同的金属锯片,正常一般是分为两大类,高速钢锯片(HSS锯片)和冷锯锯片。
高速钢锯片主要适用于钢、铁、铜、铝等金属材料窄而深的槽加工或切断,也可用于非金属的铣削加工。适用机械有各种国产、进口的全自动或半自动切管机及液压切管机、金属圆锯机、管材下料机、锯切机床、铣床等。
而冷锯锯片却适用于切割Q235和45号钢材的使用效果非常好,推荐金属冷锯机使用,价格上比高速钢贵一些,但是使用效果和寿命却更高一敌。所以说,选择金属锯片,不能一味地追求低价,还需要根据不同的切割材料选择相应的材质的锯片,才能达到我们想要的切割效果。
化工管道介质代号LCWR中的LC 代表专用低压冷凝水管,WR代表工业回水管。
WR工业回水管需要具有良好的卫生性能:聚乙烯管加工中不添加重金属盐稳定剂,无毒材料,无结垢层,无细菌,是解决城市饮用水二次污染的好方法。另外还需要具有耐腐蚀性:除少量强氧化剂外,能抵抗各种化学介质的腐蚀,无电化学腐蚀。
扩展资料:
化工管道特点:
1、优良的物理性能;
2、耐化学腐蚀、耐土壤和海洋生物腐蚀、耐阴极剥离;
3、优良的耐腐蚀性;
4、机械强度同钢管;
5、卫生、无毒、无污染、不滋生微生物,保证流体质量;
6、安装工艺成熟,方便快捷;
7、耐候性好,适用于沙漠、盐碱等恶劣环境。
参考资料:
百度百科—化工管道参考资料:
百度百科—回水管参考资料:
百度百科—管道