1、無涂層和預涂層的合金淬火回火鋼22MnB5對半成品及零部件的材料要求TL4225（2006-05-01）關鍵詞：淬火回火鋼，22MnB5，沖壓淬火，感應淬火，預涂，鋁硅熱浸鍍涂層，板材，冷軋，熱軋，管變化以下變化是與技術供應規范TL4225（1995-09）相比做出的，標準全面修訂1. 范圍此標準對基體為22MnB5，通過沖壓淬火或者感應淬火做出的無涂層或者預涂層熱軋或者冷軋鋼板、鋼管（厚度0.656.00mm）進行了要求。2. 說明沖壓淬火金屬板的說明案例是由冷軋制造的厚度1.5mm的無涂層原材料：材質：TL4225+C半成品：EN10131-1,5沖壓淬火Al-Si涂層鋼板的說明案例是一種

2、厚度為2.0mm，涂層重量為150g/m2（DIN EN 10292標準涂層）：材質：TL4225+AS150半成品：EN10143-2,0焊接鋼管的說明案例是一種外徑為30mm厚度為3.0mm，一種無涂層通過感應淬火（水淬）墻強化的材料：材質：TL4225鋼管：30×3.0-EN10305-33. 制造方法見表1。表1原材料冷軋、熱軋，無涂層、預涂層型材，殼體，沖壓淬火根據鋼板厚度，900950奧氏體化510min，模具中淬火，冷卻速率大于等于30K/s1）。鋼管，感應淬火（水淬）9301050奧氏體化，連續水淬，冷卻速率大于等于30K/s1）。1）更長的奧氏體化時間或者不同的奧氏

3、體化溫度要求負責質量保證部門的批準。4. 要求4.1 基本要求首要供應的批準和變化是根據大眾標準VW01155。禁止的有害物質是根據大眾標準VW91101。4.2 化學成分（wt%）見表2。表2C(板材)C(管材)SiMnCrMoPSTiAlB0.200.250.230.270.150.401.101.400.350.350.0250.0050.0200.0500.0200.0600.0020.0054.3 對未強化板材和管材的要去4.3.1 機械性能根據標準DIN EN 10002-1確定垂直于軋制方向的機械性能，根據標準DIN50125試樣尺寸H20×80，這和不帶涂層的試樣橫截

4、面有關。見表3-板材原材料機械性能。表3 板材原材料機械性能代碼條件Rp0.2MPaRmMPaA80mm%min無預涂層+C冷軋31040048056020+H熱軋32050010無機/有機涂層鋼卷+XT冷軋31043048056019Al-Si熱浸鍍涂層+AS冷軋或熱軋350550500700104.3.2 基體在冷軋條件下，基體組織為鐵素體、珠光體和碳化物沉淀，并且偶爾含有小部分的貝氏體。典型晶粒大小10 ASTM，見圖1.除非批準，否則有明顯邊界的錳硫化物并且沿縱向排列長度大于50 µm 是不允許的，見圖2。偏離基體要求需要獲得負責質量保證部門的批準。圖1

5、在未硬化條件下基體組織（橫向微區，放大倍數500倍）圖2 拉長的錳硫化物50 µm（橫向微區，未腐蝕，500倍）4.3.3 表面和涂層的要求12344.14.24.34.3.14.3.24.3.34.3.3.1 未腐蝕板冷軋產品初始條件下表面狀態根據DIN EN 10268。冷成型用冷軋產品在沖壓淬火前的粗糙度、峰值必須與加工方達成一致。除非另有約定，在測試的過程中，以下適用于SEP 1940：Ra（m）：1.1-1.70；Rpc（1/cm）：50在熱軋條件下表面狀態根據DIN EN 10111。4.3.3.2 有機或無機涂層鋼卷（+XT）一種無機或有機涂層（溶膠 - 凝膠

6、清漆系統）可以作為一種成型輔助或者縮放保護。燃燒過程約200°C 250°C，稍有影響的機械技術特征值（見表3-原材料機械性能）。根據特殊協議規定涂層性能。4.3.3.3 AlSi預涂層鋼板鋁硅涂層和涂層重量的測試要求根據DIN EN 10292。常規涂層重量為150g/m2（AS150），參照表4-AlSi涂層重量150 g/m2。偏差涂層重量需要特殊的協議。表4 AS150鋁硅涂層重量（150 g/m2）特征值單面最小涂層重量g/m2單面涂層厚度參考值µm密度g/cm3三點單點典型值范圍AS15070-9060-1002520-30大約3.0見圖3橫向顯微涂層

7、-未強化AlSi涂層（1000倍）。圖3 未強化AlSi涂層（1000倍）4.3.3.4 管材焊接管材表面特性和內在特性根據DIN EN10305-3，符合DIN EN10305-1無縫鋼管。4.3.4 極限偏差和形狀公差標準DIN EN 10131適用于冷軋板材，DIN EN 10051適用于熱軋板材，DIN EN 10143適用于熱浸鍍涂層板材。焊管的尺寸和極限偏差依據DIN EN 10305-3，無縫鋼管依據DIN EN 10305-1。4.4 對沖壓淬火零部件及感應強化鋼管的要求加工方負責沖壓淬火或感應淬火條件的要求。4.4.1 機械性能見表5-在強化條件下的機械性能。根據DIN EN

8、10002-1測定。沖壓淬火零件試樣尺寸依據DIN 50125為H12.5×50或者小試樣k=5.65（例如a.b.L0=2.0.6.20或者2.0×20×35）。對于感應強化管材，于管軸縱向，褲子試樣或圓試樣根據DIN EN 10002 - 1(附錄E)。表5 強化條件下機械性能條件Rp0.2MPaRmMPa延伸率硬度HV/HV30A80mm%minA50mm%minA%min沖壓淬火（板）1000-12501300-16504.556400-520感應淬火（管）1100-14001400-1900678435-575在設計零件時，在陰極電泳過程中由于烘烤硬化效

9、應導致屈服強度增加約100MPa，這點需要考慮在內。依據DIN EN ISO 18265-A.1基于零件硬度值對零件抗拉強度進行估計。在取得負責質量保證部門的同意后，其負責過程監控，非破壞性試驗方法確定組件上的硬度是允許的(如微磁方法)。4.4.2 基體基體組織為自回火馬氏體，并含有殘留貝氏體。錳硫化物通常是不允許的，當在淬火條件下，在腐蝕顯微區，錳硫化物沿著軋制縱向（見4.3.2）排列清晰可見，見圖4。當加載垂直于軋制方向的力時，這些夾雜物破碎，導致一種所謂的木質纖維結構(圖5)，并且耐沖擊能力明顯降低。可以通過較好的脫硫處理或者冶金球化處理來降低硫含量，這樣盡可能地降低錳硫化物形成這種結構

10、。圖4 在淬火條件下拉長的錳硫化物50µm（橫向微區，腐蝕，500倍）圖5 由于拉長的錳硫化物形成的木質纖維斷裂形貌（立體顯微，32倍）4.4.3 在強化條件下對表面和涂層的要求4.44.4.14.4.24.4.34.4.3.1 無涂層零件沖壓淬火后，這些產品在完全防銹的條件下交付。在特殊協議下，產品也可以在不處理的條件下交付。對于除銹，用金屬噴丸材料（依據DIN EN ISO 11124冷鑄和鋼鑄件）噴丸清理被推薦使用。可選的其他除銹方法（例如超聲波清理）需要獲得負責質量保證部門的認可。4.4.3.2 表面脫碳依據DIN EN ISO 3887最大允許表面脫碳：DD=0.1mm。完

11、全脫碳是不允許的。4.4.3.3 AlSi涂層零件橫向顯微區域涂層見圖6。當涉及模具設計及模具磨損時，表面附近涂層區域的極限硬度必須考慮在內。涂層厚度：30-40µm（見4.6.1）。在硬化狀態下鍍層厚度應在橫向 目測。為此目的，必須用硝酸溶液腐蝕微區，并且微區中明亮的合金層必須計算在總涂層厚度之內。由于制造方法不同，涂層厚度會產生變化，所以需要來自不同零件區域的足夠數量的樣本來進行評估。按淬火部件確定的涂層厚度的可選方法應與負責質量保證部商定。對比其他涂層測量方法與金相確定涂層厚度必須記錄下來。圖6 沖壓淬火后AlSi涂層（500倍）成型過程產生的AlSi涂層球化是不允許的（見圖7

12、）。除非同意，否則AlSi涂層零件預先冷成型是不允許的。一定程度的變形會導致大面積涂層脫落或者來源于涂層和基體氧化殘留物的明顯脫落（見圖8）。圖7 不允許的沖壓淬火零件AlSi涂層球化（100倍）圖8 含有氧化物殘留AlSi涂層不允許有大面積涂層脫落（200倍）4.5 表面處理、磷化、噴涂涂油依據表6。涂油過程必須與后續工藝（烘箱工藝、連接、清洗、噴涂）相匹配。當通過船只運送貨物時，推薦適合海運的包裝。表6 涂油種類初始條件強化強化和噴丸無涂層QP A001可選擇QP A001無機/有機涂層可選擇可選擇QP A001AlSi涂層可選擇可選擇-確保按照QP A020進行磷化處理。對于噴丸處理沖壓

13、淬火零件（+C,+H,+XT），必須適應磷化參數（例如自由酸）。當磷化AlSi涂層沖壓淬火零件時，鋁必須加入到磷化槽中，且保證鋁含量限定值50mg/l。當鋁元素不充分從磷化槽中析出時，需要以氟鋁酸鈉冰晶石Na3AlF6形式析出，并且需要確保通過污泥清除系統 排出。否則，有冰晶石污泥析出在零件水平表面而被磷化的危險。涂裝后性能參照TL 260。4.6 連接沖壓淬火零件一般來說，沖壓淬火組件連接概念必須早期與負責專家協商同意。4.6.1 焊接由于其特殊的屬性，沖壓淬火和感應淬火鋼是有條件地適用于焊接。熱影響區的硬度不均勻性在設計時連接時必須予以考慮。一般情況下，該區域焊接接頭強度達不到基材強度。在

14、焊接AlSi涂層板時，Fe-Al合金相出現在熔合線（腐蝕微區標亮）附近，此過程取決于焊接步驟及連接種類（cf.PV 6702）。當沖壓淬火后最大允許涂層厚度超過40µm時，在電阻電焊AlSi涂層板時出現飛濺，并且需要的點焊直徑可能下降（+AS，cf，4.4.3.3）。一種無機或有機涂層板料在噴丸、不噴丸條件下的焊接可行性必須在相應涂層體系下測試。4.6.2 高強度結構膠黏劑的粘接參照DIN EN 1465對板料強化條件下搭接接頭拉伸剪切強度進行測試。非老化和老化試樣的拉伸剪切強度所需的最小值必須與相應的質量保證和處理部門達成一致。對于AlSi涂層，沖壓淬火鋼，使用對應粘合劑能夠達到剪切強度20MPa。通常情況下，涂層失效于較軟合金層與上部脆性層之間。5. 參考標準PV 6702、QP A001、QP A002、TL 260、VW 01155、VW 91101、DIN 50125、DIN EN 1465、DIN EN 10002-