烘烤硬化中低压锅炉管的研发

　       烘烤硬化中低压锅炉管(简称BH钢板:Bake　hardenable　steel sheet),是以低碳或超低碳钢为基础,通过添加少量的Al、Ti、Nb、P、Mn等微合金元素制成残余少量固溶C、N原子的优质中低压锅炉管。其性能特点是冲压成形前屈服强度较低、利于成形,冲压后烘烤过程中钢板强度提高,抗凹陷性能增强。BH中低压锅炉管具有优良的冲压性能和较高的最终强度,符合轻量化的发展要求,广泛应用于汽车、家电等行业,是目前国内外研究的热点之一。 BH中低压锅炉管的烘烤硬化特性本质是“应变时效”,即BH钢板经热轧、冷轧、退火、平整后基体内位错密度较低(屈服强度较低、利于成形,),冲压变形使其位错密度增加,在较高温度下(烘烤),钢板中固溶的C、N等原子在热激活下,通过短程扩散偏聚到位错周围形成柯氏气团,钉扎可动位错使其运动阻力增加,使钢板屈服强度提高。烘烤硬化过程包括柯氏气团形成和第二相析出两个阶段。例如,预应变后在100℃下保温100min,中低压锅炉管http://www.5310g.com/屈服强度增加,这归功于固溶C原子快速扩散到位错周围形成柯氏气团对位错的钉扎作用,此为第一阶段;然后,再在200℃下时效100min,强度再次明显提高,这主要是由于细小弥散碳化物在位错周围的过饱和析出所致,此为第二阶段。实验表明,细小晶粒试样在预变形8%后,在250℃×20min烘烤硬化时屈服强度提高103MPa,烘烤后达到563 MPa。屈服强度的大幅提高是细晶强化、加工硬化、第二相析出强化、柯氏气团钉扎位错共同作用的结果。

 

　       目前研发的BH中低压锅炉管主要有4种:沸腾钢、双相钢、含磷铝镇静钢和超低碳烘烤硬化钢。最近的研究表明,相变诱导塑性中低压锅炉管(TRIP钢)同样具有优良的烘烤硬化性能. 实验表明,C-Mn-Si-Nb-Mo相变诱导塑性钢板经烘烤硬化过程可使屈服强度最大提高300MPa。

　       将Ti、Nb、Mn、P、V等微合金元素添加入BH中低压锅炉管中,可以改善其综合力学性能。Ti和N的结合能力最强,Ti主要作用就是固定N和细化晶粒。添加Nb的超低碳BH中低压锅炉管,通过高温退火使NbC发生部分溶解以固溶10×10-6～20×10-6的C原子,从而获得优良的烘烤硬化性能。V在BH中低压锅炉管中以碳、氮化物形态存在,能够钉扎晶界阻碍再结晶晶粒长大,从而细化晶粒提高BH钢强度。VC在高温退火中少量分解,可增加固溶C含量,提高BH性能。B主要以固溶原子形式偏聚于晶界和位错处,能够延迟再结晶和阻碍再结晶晶粒长大,退火后的组织为细小等轴晶。Mn、P的主要作用是提高其强度。其中P和C会发生明显共偏聚现象,造成对位错的强烈钉扎,所获强度增值高于Mn-BH中低压锅炉管。（天津海诚华浚贸易有限公司整理）

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