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第三代先進高強鋼的開發思路

時間:2015-4-16 16:50:41

      在過去的幾十年裏,人們為開發先進高強鋼做了大量的研究工作。當時研究的主要目的是為了滿足汽車工業的需要,希望通過減輕車身重量來降低油耗,同時提高車內乘客的人身安全。隨著監管日趨嚴厲,人們對汽車的抗衝撞能力和省油的期望也越來越高,先進高強度鋼已廣泛應用於汽車車身結構。預計到2015年,先進高強鋼在輕型車的車身和車蓋上的重量百分比將提高到35%,而低碳鋼的重量百分比將從2007年的55%降至29%。許多國內外的汽車製造商正在將高強鋼的廣泛應用列為汽車發展戰略的一部分。
  目前正在應用和研究的先進高強鋼有:第一代先進高強鋼—雙相(DP)鋼、多相(CP)鋼和相變誘導塑性(TRIP)鋼,以及第二代先進高強鋼—奧氏體孿晶誘導塑性(TWIP)鋼、誘導塑性輕鋼(L-IP)和剪切帶強化(SIP)鋼。
  第一代先進高強度鋼合金含量低,主要是以鐵素體為主的多相顯微組織。雙相鋼是目前使用最多的一種先進高強鋼,除了強度高、成型性好外,還具有易於焊接和加工的優點。TRIP鋼兼具良好的強度和延伸性能,其殘餘奧氏體相通過應變誘導相變轉化成馬氏體相,從而提高了應變硬化指數。
  第二代先進高強鋼機械性能優異,但因奧氏體鋼的磷鐵球含量高,使得成本大大增加。此外,這些合金的加工難度非常大,而且TWIP鋼還易於產生延遲裂紋。最新研究結果表明,加入鋁可降低脆化敏感性,但具體的作用機理尚在研究中。
  由於第一代和第二代先進高強鋼在性能上存在缺失,因此,目前正在研究如何通過改進處理工藝或采用新型處理工藝來彌補性能上的不足,同時應特別注意這些工藝的工業可行性及經濟性。現在正在尋求一些解決方法,具體包括:
  ·通過處理提高雙相鋼性能;
  ·改進傳統的TRIP鋼處理方法;
  ·開發具有超細貝氏體顯微組織的高強鋼;
  ·采用新型處理工藝,包括淬火分配以及超快速加熱和冷卻;
  ·開發高錳TRIP鋼等。
  新一代先進高強鋼的開發辦法主要著眼於:在無需添加太多合金成分的情況下,使強度和/或韌性超過第一代先進高強鋼;或將第三代先進高強鋼的合金含量降低。