热轧双相钢,因其具有良好的强塑性匹配、高初始加工硬化率、低屈强比、优异的疲劳性能等优点,在汽车用钢中的应用比例越来越高,是轻量化车轮的理想选材。然而,车轮用热轧双相钢因为生产工艺复杂,生产技术难度大。高强双相钢制备难、表面质量差、板形差、性能稳波动大等共性难题制约着车轮用热轧双相钢的发展。本项目通过产—学—研深入合作,创新性开发出系列强度级别、厚度规格全覆盖的低成本、高表面质量、低残余应力热轧双相钢,并实现了规模化工业应用。主要内容及创新如下:
(1)揭示了~MPa级系列热轧双相钢的强化机理,创新性开发出低成本、高表面质量热轧双相钢
明确了奥氏体化工艺、变形工艺和分段冷却工艺参数对~MPa级热轧双相钢组织和性能的影响规律和作用机理,采用低Si的成分设计结合冷却工艺的精准控制实现了高表面质量热轧双相钢的开发。
(a)常规热轧双相钢
(b)本项目开发的双相钢
▲图热轧卷表面
(2)创新性开发出热轧双相钢的“低残余应力”控制技术
基于冷却全流程带钢断面温度场的模拟结合马氏体相变开始温度的计算,创新性提出了冷却过程中卷取温度的控制策略,将钢板全断面水冷后的终冷温度(卷取温度)控制在马氏体相变结束温度以下,进而保证车轮用热轧双相钢的板形。
(a)常规热轧双相钢
(b)本项目开发的车轮用热轧双相钢
▲图卷取前冷却线上双相钢板形对比
(3)原创性提出了一钢多级多厚度车轮用热轧双相钢及生产方法,并开发了车轮用热轧双相钢成分及工艺智能优化软件,提高了产品开发效率
采用同一化学成分,通过改变生产工艺,实现了铁素体和马氏体晶粒尺寸和相比例的调控,进而实现了热轧双相钢不同强度级别、厚度规格的稳定化生产,提高了成材率,合同交付率得到了提高,并降低了混浇坯的数量;基于工业大数据,结合多目标优化算法,实现了热轧双相钢成分和工艺的智能设计,显著降低了热轧双相钢性能波动,并提高了产品研发效率和成本。
▲图同一成分实现不同强度级别、厚度规格、季节的柔性化轧制
▲图热轧双相钢工艺优化界面和软件著作权
该技术已成功应用于邯钢mm系列热轧双相钢的生产,产品实现了车轮用热轧双相钢~MPa级别和2~14mm厚度规格的全覆盖,产品表面质量优良,板形良好,实现了热轧双相钢的“一钢多能”且产品性能波动小,所生产的钢板成功应用于中国一汽、中国重汽、东风汽车、齐鲁轮业等多家国内知名汽车厂和汽车零部件企业,并成功打入了世界排名前二的车轮企业马可迅公司和东碧汽车零部件公司,用户评价良好。已累计批量生产余吨,创效.56万元。研发过程中申报发明专利7件(授权6件),登记软件著作权1项,发表论文3篇。该项目于年获得了河北冶金科学技术奖二等奖,并于年3月28日,由河北省科技厅在邯钢宾馆针对该项目进行了评价,与会专家一致认为,该项目达到了“国际先进”水平。
▲图项目评价情况
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