大梁鋼主要應用于重卡汽車底盤上的縱梁、襯梁、橫梁以及前后車橋等結構件,這些部件在汽車行駛過程中幾乎承載了貨物的全部重量,其綜合性能對整車的行駛安全和使用壽命至關重要。典型汽車大梁鋼有日本SAPH系列、德國的QStE 系列、瑞典的DOMEX系列、歐洲的S500MC-S700MC等;國內主要是510L、610L、700MC等。
目前國內汽車大梁鋼存在的問題和發展趨勢:
1、存在的問題
國外生產汽車大梁時大多采用滾壓成形方法,而國內汽車廠所設計的大梁為變截面,必須采用沖壓成形方法。由于高強度汽車大梁鋼的塑性和韌性普遍較低,造成其在沖壓加工時出現開裂、回彈難以控制以及沖孔時產生撕裂分層等問題,廢品率較高。
國內熱軋鋼板產品,經常因控軋控冷工藝不合理,而產生紅銹、鐵皮壓入等缺陷。傳統汽車大梁鋼必須經酸洗直接進行后續加工,否則表面氧化鐵皮會發生嚴重的脫落而產生“掉粉”缺陷,影響產品的表面質量。
2、發展趨勢
(1)開發低成本鋼種
我國鈦資源的總量約為9.65億t,占全世界總量的38.85%,因此鈦較鈮、釩等微合金元素具有很大的價格優勢,且鈦與碳、氮具有良好的親和性,鋼中加入鈦可形成TiC、TiN,改善其塑性和韌性,鈦還可控制MnS夾雜的形態和分布,改善鋼板的冷成形性能和焊接性能,使鋼板縱向、橫向以及厚度方向的性能均勻一致。如果能解決好鈦微合金化鋼板的性能波動問題,則其比鈮、釩微合金化鋼板更具潛力和優勢。
(2)高強韌化
汽車大梁在使用過程中的受力情況較為復雜,常受到沖擊、扭轉、疲勞載荷,必須具有一定的塑性和韌性,因此大梁鋼的高強化不能以犧牲塑性和韌性為代價。通過相變強化的鋼種(如DP鋼或TRIP鋼等)一般具有良好的強度和塑性的匹配,因此,利用相變強化機制開發強度、塑性以及成形性能皆優的鋼種應為汽車大梁鋼的發展趨勢。
(3)提高鋼板表面質量
經研究,適當降低軋制溫度和卷取溫度,提高軋制速度,可減小帶鋼表面氧化鐵皮的厚度,還可使FeO共析反應更加充分,生成更多的片層狀Fe3O4+α-Fe共析組織,從而得到均勻致密的氧化鐵皮,塑性良好,沖壓變形時不易脫落,省去了后續加工前的酸洗工序,是近幾年發展起來的一種通過控制表面氧化鐵皮結構和厚度改善帶鋼表面質量的先進技術。
汽車產業的飛速發展帶來了環境污染和能源消耗等問題,需要不斷開發環保型高性能鋼板,以實現節能減排。熱軋汽車大梁鋼在強度級別不斷提升的同時,也將向著低成本、良好的強韌性組合以及高表面質量的方向發展。