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东北大学研发2GPa新钢种 成功应用于北汽新能源
作者/来源:中国新能源汽车网-Y
2017-10-09 10:54:51

随着能源危机和环境恶化的日益加剧,安全、节能和环保已成为汽车制造业的发展潮流。在保证使用安全的前提下,汽车轻量化是汽车节能减排最有效的方法。因此,近年来全球各大钢铁企业纷纷加大了第三代汽车钢的研发力度,力求通过车身减重实现汽车“更省油、更安全”的目标。作为第三代钢典型代表之一的淬火配分(Q&P,Quenching and Partitioning)钢,因其优异的强塑性能和适合工业化批量生产的技术特点而成为其中最为瞩目的明星。

2003年,美国物理冶金学家Speer教授提出Q&P工艺的概念,之后短短十多年时间,中国宝钢利用其先进的具有“高温均热、高速冷却和淬火再提温”功能的高强专用退火线把Q&P钢从概念变成了商业化产品,鞍钢也采用“快速冷却+两步配分”方法打通了高强Q&P钢的工业化路径,这使得中国在第三代高强钢开发和应用方面走在世界前列。

然而,按照经典的淬火配分理论,为了获得优异的强塑性能,传统连续退火生产线必须拥有高速冷却和淬火后快速提温(“两步配分”)等特殊功能。而配置如此豪华的一条高强钢专用退火生产线投资动辄八、九个亿,有的甚至高达十多亿。国内已有和在建的四十余条大型连续退火产线中,仅有两、三条具备这样的条件。因此,大部分钢企对于具有诱人性能的高强Q&P钢只能望洋兴叹,这极大地限制了新一代高强塑积汽车钢的推广和应用。

日前,东北大学易红亮教授团队研发出抗拉强度超过2GPa的热冲压成形超高强韧钢新钢种,该钢种在本钢集团板材有限公司实现了规模工业化量产,成功应用于北汽新能源纯电动两座车型"LITE",这也是2GPa级超高强钢在全球范围内首次投入批量化工业应用。

东北大学研发2GPa新钢种 成功应用于北汽新能源

热冲压成形工艺技术,可以克服传统工艺下钢板回弹严重、成形困难、容易开裂等难题,是一种获得超高压强度冲压件的有效途径。目前各大汽车钢生产企业所广泛采用的为抗拉强度1.5GPa的热成形高强钢。在汽车轻量化的大趋势下,追求更高的强度从而实现在保证安全性的前提下有效减轻重量,成了国内外汽车用钢的研究热点,然而技术瓶颈在于,如何在现有热冲压条件下,在确保热冲压构件的延展率和韧性的同时,协调和平衡超高强度与韧性、延展率的关系,将抗拉强度提高至1.8GPa以上。

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室易红亮教授带领技术团队,针对突破汽车用1.8GPa以上超高强钢的强度与韧性和延伸率间的矛盾这一难题,积极探索,大胆创新,提出将钒微合金化与热冲压工艺条件耦合实现晶粒细化,并通过纳米碳化钒析出降低马氏体中的碳含量,从物理上抑制1.8GPa超高强钢脆性马氏体生成,从而根本上改善材料韧性,再以钢铁马氏体强化、晶粒细化、纳米碳化钒析出复合强化机制"组合拳"实现强度突破2GPa。

今年6月,易红亮团队开发的抗拉强度超过2GPa的超高强钢新钢种在本钢集团成功完成批量生产,并应用于北汽新能源纯电动两座车型"LITE"侧防撞区,实现车身相关零部件减重车身10-15%。除此之外,在工艺设计上,该钢板基于创新的材料设计,不需通过回火来改善韧性,减少了汽车零部件的制造工艺环节,为汽车企业大幅降低了生产成本,经济效益十分可观。

据悉,东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室在"中国制造2025"及产业技术升级的大背景下,积极与国内外相关知名企业合作,开展了一批具有科学前瞻性,产业应用性的创新项目,在技术突破、应用研究和技术产业化上取得的坚实的成果,有力地推进了我国在钢铁相关技术领域的进步。


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