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汽车防撞结构的关键部分比如B柱及车架纵梁基本上都是采用一种称为压力硬化硼钢的高强度钢制造而成的。
这种特殊级别的钢(含有0.002-0.005%的硼)具有出色的碰撞能量吸收性能以及较高的强度,这样在设计的时候可以采用较薄的壁厚,从而减轻重量。
硼钢常常用于制造复杂、精密,且对强度有较高要求的部件,但是这种材料成本较高且不易于加工。
采用硼钢来制造汽车零部件需要将钢坯加热到较高的温度(约950°C),耐酸钢,然后在800-1200公吨的压力机中采用较大的压力将其冲压成所需的形状。
但是实际情况并没有这么简单,要想使这种钢发挥出色的性能,压力机还需要配置水循环冷却系统,让钢在模具中快速冷却或淬火至200°C左右。
热冲压工艺的压力硬化即是钢坯的微观组织从因高温形成的延展性形态(主要是奥氏晶体形态)转变到因快速冷却形成的硬化形态(主要是马氏体结晶形态)的过程。
美国环保署(DOE)希望可以省去用于热成形汽车部件生产所需的大量能源和设备投入,因此他们赞助了科罗拉多矿业大学(CSM)及洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL),委托他们进行一项为期三年、投入金额达120万美元的联合开发项目,旨在开发一种新型的轻量化先进高强度钢,可以在常温的条件下冲压成形为汽车部件。
以每年1000万辆车来计算的话,采用Q&P(淬火与碳分配)钢每年可以节省约30兆Btu(英热单位),如果转换成的话可以满足30-33万户美国家庭一年的能源需求。
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易切削钢是以降低成本(降低工具费用和提高工效),提高切削品位,降低切削抗力或者在机械加工的自动化加工过程中改善切屑处理性能为目的单独或者复合添加硫、磷、铅、铋、铍、碲、钙及其它易切削元素,使切削性能得到提高的钢种。
随着我国汽车工业的快速发展,汽车行业对易切削钢的需求正逐步增加。
目前我国汽车用易切削钢的年需求量为10万吨左右(不包括拖拉机等农用机械用钢)。
我国易切削钢在汽车整车的用量约占汽车总钢材用量的0.65%,而在国外这一比例大约是1.9%-2.1%。
目前,易切削钢主要用于制造汽车的零部件,如曲轴、连杆、支杆转向条等行走部分的零部件、垫圈、凸缘、齿轮制动器、扭距扳手、轴、齿条、火花塞等。
1 标准的沿革
我国是1954年按苏联标准引进硫系列易切钢的,早期的YB191—75《易切削结构钢技术条件》只有Y12、Y20、Y30和Y40Mn四个硫系列易切钢的牌号。
现行GB/8731-88《易切削结构钢技术条件》是在原75年标准的基础上参照苏联标准T0CT1414-75《具有较高和高切削加工性能的结构钢》,对原引用苏联牌号的Y12、Y20、Y30和Y40Mn的化学成分、力学性能与热处理制度等进行了调整,并增加了我国多年研制、生产与应用的比较成熟Pb—S系列易切钢(Y12Pb,Y15Pb)和Ca—S系列易切钢(Y45Ca)。
该标准适用于热轧、冷轧与热处理状态下交货的圆、方、六角、丝与银亮易切钢。
这次修订使我国的易切钢标准系列基本满足了生产与使用的要求,锅炉设备耐酸钢,并基本与国际国外标准系列相当。
近年来,为了节约能源和降低成本,非调质易切钢钢的使用量不断增加,同时,由于铅对人体有害毒,国内外环保标准与指令都对含铅易切钢的生产与使用提出限制,从而新环保易切钢系列与牌号不断得到开发与应用。
为了适应这一需要与变化,我们将已将GB/T8731-88标准列为今年修订计划,现正准备标准的讨论稿,园林场馆耐酸钢,按计划明年完成审订工作。
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考虑到TWIP钢和奥氏体不锈钢等第二代汽车用钢的合金含量高导致了成本较高的情况,美国AISI组织多家大学、钢铁公司和汽车公司研发第三代汽车用钢。
它将有别于现有的以BCC组织结构为主的一代汽车用钢和以FCC组织结构为主的第二代汽车用钢,以提高强塑积为目标。
钢铁研究总院等单位也在开展研发,试验钢的强塑积达到了40GPa%,较代汽车用钢强塑积翻番。
长形钢材主要是各种类型的特殊钢材,应用于汽车发动机、传动、悬挂、底盘等零部件。
这些零部件一般需要承受各种动载荷的作用,汽车的、轻量化和高安全性同样需要这类钢材向高强度化方向发展。
但是高强度化导致的疲劳破坏和延迟断裂问题需要解决。
为了降低成本和节约能源,汽车锻钢件应用了微合金非调质钢,同时提高了零件的均匀性。
近年来,微合金化元素成本持续提高,需要研发少无微合金化元素的新型非调质钢。
近年来,国内各单位积极研发汽车用钢,从过去的仿l制学习,开始了自主研发先进汽车用钢。
无论是汽车用钢扁平材,还是汽车用钢长形材,在过去的数年间都以提高强度为目标取得了长足的进步。
无论是品种还是质量,21世纪的汽车用钢已经完全不同于从前的汽车用钢,汽车用钢是一类不断发展的先进材科。
伴随着需求变化和相关理论与技术的进展,21世纪的汽车用钢将会以更高质量和更多品种的面貌出现在人类面前。
为了适应未来的社会和经济发展,应不断地运用新技术、新工艺和新装备,路桥灯塔耐酸钢,研发出具备“、低成本、易加工、高精度、绿色化”特征的先进汽车用钢技术。
随着我国自主汽车技术的发展,我们有必要认真考虑我国汽车用钢的发展方向和措施。
从技术基础研究出发,结合我国汽车需求和钢铁生产国情,逐步形成具有的适合长远发展的我国先进汽车用钢体系,促进我国汽车与钢铁的同步跨越式发展。
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