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第三代汽车钢工业生产技术 曹文全, 时捷, 董翰 钢铁研究总院结构材料研究所 中国钢铁新材料发展研讨会：2011/9/7 汽车的轻量化与降低能耗和环境污染 图1汽车自重与CO2排放和燃油量之间的关系（随着汽车自重的增加二氧化碳的排放量增加，耗油量也增加），使得汽车向轻量化的方向发展 汽车钢的高安全与高强度汽车钢 图2美国提出了针对汽车的五星级的安全标准要求，对侧碰和正碰都具有明确的规定，要求提高汽车用钢的强度 我国钢铁产量与汽车产量的发展状况 我国的粗钢产量在2010年已经占到世界总产量的~50%，汽车总产量也达到了世界第一的位置（1800多万量）。十二五期间是我国钢铁工业和汽车工业由大转强的关键时期，因而新型汽车钢的研发将是其中的一个突破点。 汽车钢发展现状 力学性能及成分 优点（解决问题） 缺点（未解决问题） 第一代钢 Rm：200-1600MPa Rm*A: 10-20GPa% (TRIP:15-25GPa%) 合金总量≤3wt% 高强度 工业化/经济性好， 工艺性能好 强塑积低（15GPa%） 高强度时:成形难(工艺补充)，碰撞吸能差 第二代钢 Rm：700-1200MPa Rm*A: 45-65GPa% 合金总量≈30wt% 高强塑积 碰撞吸能好，成形性好,减重效果明显 工业化难/经济性差 工艺性能差 使用受限 第三代钢 ? 工业化/经济好/高强塑积(成形/吸能)/工艺性好 仅限概念提出 未见结果报道 低成本高强高塑第三代汽车钢的研发目标及设计 目标: (1)低成本 (2) Rm*A30GPa%((1)Rm~1GPa, A30%(2)Rm~1.5GPa,A20%) Alloying design(C-Mn) -----低成本 Rm*A30GPa%(( 钢研总院研发以C/Mn为主要化学成分的第三代汽车用钢 第三代汽车钢的热处理工艺选择 Upward heat treatment (ART-annealing) and downward heat treatment (Austempering) named after the origin of the retained austenite *ART-annealing: Austenite reverted transformation by means of annealing 两种获得奥氏体相的技术 1.逆转变奥氏体技术（ART-annealing）（逆相变技术：A从无到有） 2.淬火配分技术（QP processing）（正相变技术：A原来就有） 逆相变得到的中锰钢超细双相结构） TG5：650℃*6h TG4：675℃*3h TG5：650℃*6h Microstructure examined by optical microscopy Microstructure characterized by SEM 背散射电子成像技术分析的经逆相变处理的中锰钢的微观组织结构 (a)1m-4.5 (b) 5m-8.4 (c)30-18.3 (d)1h-22.5 (e) 6h-30.9 (f) 12h-33.7 Microstructural evolution as a function of ART-annealing time 逆相变退火时间对中锰钢的微观组织结构的影响：奥氏体量逐步增多达到了33.7% Microstructure-Ultrafine (sub)grain and high thermal stability examined by TEM/EDS ART-annealed at 650OC with 6hrs 1.Stable lamellar structure-high thermal stability 2.Developed austenite in between martensitic lath 3.Strong Mn-concentration in austenite Microstructure-Ultrafine (sub)grain and high thermal stability examined by TEM/EDS ART-annealed at 650OC with 12hrs) 1.Stable lamellar structure-high thermal stability 2.Developed austenite in between martensitic lath 3.Stron