汽车用DC06钢种的成分与工艺设计.doc

PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 17 汽车用DC06钢种的成分与工艺设计 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc401952346 1.设计思路 PAGEREF _Toc401952346 \h 1 HYPERLINK \l _Toc401952347 2.目标函数 PAGEREF _Toc401952347 \h 1 HYPERLINK \l _Toc401952348 3.IF钢简介 PAGEREF _Toc401952348 \h 2 HYPERLINK \l _Toc401952349 4.DC06成分设计 PAGEREF _Toc401952349 \h 4 HYPERLINK \l _Toc401952350 5.DC06工艺设计 PAGEREF _Toc401952350 \h 8 HYPERLINK \l _Toc401952351 6.总结 PAGEREF _Toc401952351 \h 16 1.设计思路 材料设计出发点在于原材料所具有的特性与产品所需性能之间的充分比较。其主要方式有两种：一是从产品的功能、用途出发，思考如何选择、利用甚至研制相应的材料；二是从原材料出发，思考如何发挥材料的特性，开拓产品的新功能，甚至创造全新的产品。成分及组织结构关系是建立在合金热力学、动力学、固体结构等基础理论之上的。运用这些理论，改变成分，组成相的数量，尺寸，形状，分布等便可以改变材料性能。因此材料的成分及组织结构设计是材料设计的核心。 本文采用第一种思路进行汽车用DC06钢的成分与工艺设计。 2.目标函数 本文以DC06钢种为目标钢种，其对化学成分的要求见表2.1. DC06钢种对深冲性能要求较高。其力学性能指标如表2.2所示。 3.IF钢简介 DC06属于IF钢系列，IF是英文Interstitial-free的缩写，意思为无间隙固溶原子，故，IF钢即为无间隙原子钢。在IF钢中，由于C、N含量低,在加入一定量的Ti、Nb使钢中的C、N原子被固定成为碳化物、氮化物或者碳氮化物，从而使钢中没有间隙原子的存在，故称为无间隙原子钢，有时也称超低碳钢，具有极优异的深冲性能，在汽车工业上得到了广泛应用。以IF钢为基础发展起来的深冲热镀锌IF钢板、深冲高强度IF钢板、深冲高强度烘烤硬化( BH) IF钢板等系列, 已形成了第三代汽车冲压用钢。IF钢的生产已经成为一个国家汽车用钢板的标志。降低生产成本并开发物美价廉的品种是目前IF钢研究和生产的趋势。 IF钢在1949年首次被研制成功，其基本原理是在钢中加入一定比例的Ti，使钢中固溶C和N的含量降到0.01%以下，使铁素体得到深层次的净化，从而得到良好的深冲性能。但由于受到当时冶炼技术的限制，钢中原始的固溶C、N含量较高，所以需要加入的Ti含量也很高，达到了0.25-0.35%，Ti是一种价格非常昂贵的稀有合金元素，在当时更是如此，因而阻止了其当时的商业化进程。直到1967-1970，由于真空脱气技术在冶金生产中的应用，大大减少了需要添加的Ti合金元素含量(大约为0.15%左右)才正式出现了商用的IF钢，几乎在同时，人们也发现了Nb具有和Ti几乎相同的作用，但还是受到价格因素的制约，其应用也只限于少量特殊的零件。20世纪70年代在日本开始用连退线生产少量的IF钢，70年代末，IF钢成分大致为：0.005-0.01%C、0.003%N、0.15%Ti或Nb。到20世纪80年代，冶炼技术进一步发展，采用改进的RH处理可经济的生产C≤0.002%的超低碳钢，RH处理时间也缩短到10-20min。现代IF钢的成分大致为：C≤0.005%、N≤0.003%，Ti或Nb一般约0.05%。到1994年全世界IF钢的产量超过了1000万吨。归根到底，IF钢的迅速发展来自于市场需求的急剧增加和生产成本的降低。世界许多先进钢铁企业都非常重视IF钢的生产,安赛乐米塔尔、新日铁、JFE、蒂森克虏伯、美钢联、浦项和我国宝钢等IF钢年产量均在200 万t以上。20世纪末,日本IF钢年产量已超过1 000万t,并呈逐年上升趋势。 国内外部分钢铁厂IF钢的化学成分控制水平及各个工序的工艺技术要点见表1，表2。 表3.1 国内外部分钢铁厂IF钢的化学成分% 厂名 C Si Mn P S 阿姆柯 0.002～0.005 0.007～0.025 0.25～0.50 0.001～0.010 0.008～0.020 新日铁 0.001～0.006 0.009～0.020 0.10～0.2 0.003～0.015 0.002～0.013 神户 0.002～0.006 0.010～0.020 0.