1、 高強微合金鋼在汽車領域的應用高強微合金鋼在汽車領域的應用姓名：李新榮導師：趙維民1.微合金鋼的概念 微合金化高強度低合金鋼(micro-alloyed high strength low alloy steel)簡稱微微合合金鋼金鋼(micro-alloyed steel)，是近30年來在普通軟鋼和普通低合金高強度鋼的基礎上迅速發展起來的工程結構用鋼，是采用鈮、釩、鈦鈮、釩、鈦進行微合金化，具有高性能的新型低合金高強度鋼（HLSA）。 微合金鋼是指化學成分規范上明確列進需加進一種或幾種碳氮化物形成元微合金鋼是指化學成分規范上明確列進需加進一種或幾種碳氮化物形成元素的鋼。如素的鋼。如GB/T

2、159194中中Q295一一Q460的鋼，對其中的鋼，對其中Nb、V、Ti的含量通常的含量通常有以下規定：有以下規定： Nb，0.0150.06； V，0.020.15(0.20)； Ti，0.020.20。同時規定Nb+V+Ti0.15。2.微合金鋼的基本屬性（1）在低含碳量和超低含碳量下，具有良好的冷熱成型性和焊接性冷熱成型性和焊接性。（2）添加的碳氮化物形成元素，在鋼的加熱和冷卻過程中通過溶解一析出溶解一析出行為對鋼的力學性能發揮作用。（3）介于合金鋼和非合金鋼之間，添加少量(一般含量0.01%)的碳、氮化合物形成元素鈮、釩、鈦、鋁、硼等，并以細晶強化細晶強化和析出強化析出強化為鋼的主要

3、強韌化機制。（4）鋼的屈服強度不低于275MPa。（5）在非熱處理狀態非熱處理狀態(控軋、控冷等)下使用。（6）鋼的控軋控冷控軋控冷工藝對微合金化鋼有重要意義，也是微合金化鋼叫作新型低合金高強度鋼的依據。鋼的微合金化和控軋控冷技術相輔相承，是微合金化鋼設計和生產的重要條件。3.國內外研究現狀u國外正在研制設計強度為國外正在研制設計強度為700MPa相當相當API X100的高強度微合金管線鋼的高強度微合金管線鋼(鐵鐵-鎳鎳基體基體)，主要用于大管徑高壓輸送天然氣管線，現在仍處于試用階段。，主要用于大管徑高壓輸送天然氣管線，現在仍處于試用階段。u20世紀世紀90年代以來，美國決定采用微合金鋼新技

4、術改進其海軍艦艇用高強度年代以來，美國決定采用微合金鋼新技術改進其海軍艦艇用高強度合金船體鋼板合金船體鋼板(HSLA80100)的可焊性和韌性。此項工作被列入美國國防生產規的可焊性和韌性。此項工作被列入美國國防生產規劃，由政府資助，總投入劃，由政府資助，總投入6億美元，徹底改造了億美元，徹底改造了Bethlehem Steel的的Burns Harbor等幾個鋼廠等幾個鋼廠(19911996年年)，使他們具備了生產新型高強度微合金鋼板的能力。，使他們具備了生產新型高強度微合金鋼板的能力。從從1996年開始，美國大幅度減少了從日本、韓國、歐洲進口優質中厚鋼板的數年開始，美國大幅度減少了從日本、韓

5、國、歐洲進口優質中厚鋼板的數量。量。u日本新日鐵大分鋼廠推出了厚度為日本新日鐵大分鋼廠推出了厚度為1850mm(屈服強度屈服強度/400MPa)的微合金高強的微合金高強韌表層鋼板韌表層鋼板(SUF plate)，并稱之為開拓性高技術鋼。，并稱之為開拓性高技術鋼。汽車工業中汽車工業中，微合金鋼因具備一系列優點而被廣泛應用。德國、微合金鋼因具備一系列優點而被廣泛應用。德國、瑞典和日本對微合金鋼的研究與應用比較好，如德國大眾、美國瑞典和日本對微合金鋼的研究與應用比較好，如德國大眾、美國福特、意大利菲亞特及俄羅斯伏爾加汽車都采用微合金鋼來制造福特、意大利菲亞特及俄羅斯伏爾加汽車都采用微合金鋼來制造其曲

6、軸、連桿等零件，日本目前其曲軸、連桿等零件，日本目前90%以上的曲軸、連桿均采用微以上的曲軸、連桿均采用微合金非調質鋼制造。合金非調質鋼制造。國外國外 寶鋼集團和重慶汽車研究所等單位開發了新型防彈鋼，采用 Nb、V、Ti 復合微合金化，用熱軋方法生產防彈板已滿足了防79式微沖鋼彈芯的防彈要求，且厚度從3.00 mm減到2.85mm，并取得了國家認證單位的合格證明和生產應用許可，目前已生產了近千噸，降低了價格，保證了國內防彈車市場的生產需要。另外，他們還開發了屈服強度650MPa和700MPa的大梁鋼板，目前正在重慶紅巖汽車廠試用。3.國內外研究現狀國內國內 近年來，近年來，鋼鐵研究總院鋼鐵研究

7、總院研究了鈮在變形誘導鐵素體相變中的作用機理，與研究了鈮在變形誘導鐵素體相變中的作用機理，與武鋼武鋼和和本鋼本鋼合作開發了含鈮高強度耐大氣腐蝕鋼，使合作開發了含鈮高強度耐大氣腐蝕鋼，使CuPTiRE和和CuPCrNi系兩系兩類應用最廣泛的耐大氣腐蝕鋼的屈服強度分別提高到類應用最廣泛的耐大氣腐蝕鋼的屈服強度分別提高到400MPa和和500MPa以上，以上，還與還與包鋼包鋼薄板坯連鑄連軋廠合作開發了薄板坯連鑄連軋廠合作開發了X60管線鋼和汽車大梁鋼管線鋼和汽車大梁鋼。 國內國內寶鋼寶鋼、鞍鋼鞍鋼、武鋼武鋼等對汽車鋼板的研究也與等對汽車鋼板的研究也與國外相差不大，時刻關注國際前沿并結合國內的自身國外

8、相差不大，時刻關注國際前沿并結合國內的自身實際情況不斷加大對新鋼種、新工藝的研發力度，一實際情況不斷加大對新鋼種、新工藝的研發力度，一定會為我國先進汽車鋼板的發展起到重要作用。定會為我國先進汽車鋼板的發展起到重要作用。4.微合金鋼的熱處理及性能圖1.微合金鋼控制軋制過程示意圖 控控 軋軋 控控 冷冷奧氏體再結晶區控制軋制(950C)奧氏體未再結晶區控制軋制(950 CAr3）兩相區控制軋制( Ar3)反復再結晶變形帶、形變孿晶利用軋后鋼材的余熱給予一定冷卻利用軋后鋼材的余熱給予一定冷卻速度，控制其相變過程，不用熱處速度，控制其相變過程，不用熱處理理 形變熱處理形變熱處理4.微合金鋼的熱處理及性

9、能微合金鋼目前的可用強度范圍為400600MPa (屈服強度屈服強度) 力學性能力學性能 工藝性能工藝性能微合金鋼比低碳鋼、普通低微合金鋼比低碳鋼、普通低合金鋼的合金鋼的綜合力學性能綜合力學性能好的好的多，特別是多，特別是屈服強度屈服強度和和沖擊沖擊韌性韌性的優勢更加明顯，在屈的優勢更加明顯，在屈服強度相當的情況下，具有服強度相當的情況下，具有較高的沖擊功和延、塑性，較高的沖擊功和延、塑性，并有相當并有相當低的低的沖擊沖擊韌脆轉變韌脆轉變溫度溫度。由于微合金元素的存在及控由于微合金元素的存在及控軋控冷技術的應用，奧氏體軋控冷技術的應用，奧氏體的點陣結構發生變化，碳含的點陣結構發生變化，碳含量較

10、低，珠光體細而少，因量較低，珠光體細而少，因而具有而具有較高的變形抗力較高的變形抗力和和冷冷成型能力成型能力。5.微合金鋼的牌號及其在汽車中的應用5.微合金鋼的牌號及其在汽車中的應用 微合金鋼由于屈服強度高、韌性好、焊接性和耐大氣腐蝕性好，主要用于各類車輛的沖壓構件、安全構件、抗疲勞零件及焊接件汽車底盤汽車底盤是汽車最重要的結構件，是汽車最重要的結構件，汽車底盤上縱梁、橫梁、懸置梁、汽車底盤上縱梁、橫梁、懸置梁、前后橋等零件一般都采用前后橋等零件一般都采用大梁鋼大梁鋼來制造來制造，目前使用量較大的是抗，目前使用量較大的是抗拉強拉強510MPa級的汽車大梁鋼，屈級的汽車大梁鋼，屈服強度一般在服強度一般在360MPa以上，常用以上，常用的有的有510L，16MnL，10TIL，QSTE380等這種級別的大梁鋼為等這種級別的大梁鋼為鐵素體鐵素體/珠光體組織，一般采用珠光體組織，一般采用Nb微合金化，采用控軋控冷工藝進微合金化，采用控軋控冷工藝進行軋制生產。行軋制生產。 牌號屈服強度 (/Mpa) 主要元素 B510L 355 C-Mn-NbB52L355 C-Mn-Ti 09SiVL 355 C-Mn-V 常用