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什么是空气硬化钢?有什么性能特点?

(2019-10-23 16:09:16)
标签:

钢管

空气硬化钢

分类: 钢管-钢铁-材料

前不久,有个朋友问我,是否知道Salzgitter Flachstahl GmbH公司生产的一种被称为“空气硬化钢”的钢种?能不能找机会介绍一下?

 

我说可以。

 

学而时习之,不亦乐乎?

 

其实,空气硬化钢并不新鲜,在工具钢中较为常见。第一个空气硬化级工具钢是mushet钢(Robert Mushet's Special Steel 【RMS】),在当时被称为空气硬化钢,或自硬化钢。现代的空气硬化钢铬含量高,热处理变形小,可加工性好,具有较好的耐磨性和韧性。


主流的空气硬化工具钢以长材(如方棒、扁钢等)产品形态供货较为多见。

 

今天介绍的Salzgitter Flachstahl GmbH公司的空气硬化钢,则是以扁平材状态供货的产品。在考虑了产品的成形性能和可焊接性的情况下,这种空气硬化钢在化学成分方面进行了较大调整,大大降低了碳当量。

 

目前,Salzgitter Flachstahl GmbH公司的空气硬化钢可归属于“成形后可热处理钢”(PFHT:post-forming heat-treatable)这一产品类别。


- 01 -


LH® 800和LH® 900是Salzgitter Flachstahl GmbH公司的专有钢牌号,尚未纳入公认标准,其供货状态包括热轧态和冷轧态。


从钢分类规则看,它属于合金化钢,类似于12CrMoV69(材料号1.7734),钢厂出厂状态称为软态,具有良好的成形性能(冲压性能),在制成零件并热处理后(退火+硬化+回火),具有高强度。

 

需要说明的是,LH源自德文“lufthärtenden Stählen”,即空气硬化钢的意思。以下把Salzgitter Flachstahl GmbH公司生产的空气硬化钢简称为LH钢。

 

LH钢可用的成形方法有很多,它可通过冲压、液压成形(预制作焊管)或其他成形方法制作零件,随后,零件可在保护性气氛的热处理炉内进行退火热处理(奥氏体化),随后在空气或保护气体中自然冷却并完成硬化,最终通过回火来消除应力。因此,这种牌号的钢也被俗称为“空气硬化钢”。

 

良好的硬化性和耐回火性:除碳、锰外,钢中还加入了其他合金元素,例如铬、钼、钒等,还包括了硼、钛。

 

优良焊接性:无论在软态、空气硬化态,或者软态+空气硬化态组合的情况下,LH钢的可焊性都非常好。

 

优良可镀性:采用空气硬化钢制作的部件,在各种不同的镀层工艺中(KTL、常规热浸镀锌、高温热浸镀锌),均有良好的可镀性。

 

注:

KTL工艺(电泳-浸入-清漆涂装):一种车厂常用的表面涂装喷漆的方法,用KTL方法要比普通的喷漆更加耐腐蚀耐酸等。

常规热浸镀锌:是指在440~460进行的热浸镀锌。

高温热浸镀锌:是指在520~600进行的热浸镀锌。高温热浸镀锌是一种解决包括含硅量高于0.25%在内的所有含硅活性钢镀锌问题的可能途径之一。



- 02 -



交货状态

LH®800和LH®900钢的交货状态为热轧钢带或冷轧钢带。钢带的宽度范围为900mm~1450mm。

 

以热轧钢带交货时,厚度范围为2.0 mm~6.00 mm,表面状态默认为酸洗,也可根据供需双方的协议以热轧态供货。

 

以冷轧钢带交货时,厚度范围为0.70 mm~2.80 mm,表面质量等级为A(符合DIN EN 10130的相关规定)。

 

由于热轧带钢的表面质量等级还未标准化,特殊的客户要求,必须在订货前达成一致。

 

交货依据是DIN EN 10021的规定。通常,对于冷轧钢带,尺寸及外形允许偏差应符合DIN EN 10131的规定,对于热轧钢带,尺寸及外形允许偏差应符合DIN EN 10051的规定。也可以按照供需双方约定的特殊条款交付。

 

钢带按批检测。每个检验批由不大于20吨的同牌号,同厚度的钢带组成。对于重量大于20吨的单个钢卷则单独成批。



- 03 -


LH钢的化学成分(熔炼分析):


化学成分(熔炼分析)%

牌号

C

Mn

Si

P

S

Al

Ti 1)

Cr

LH800

LH900

0.07-0.15

1.60-2.10

0.15-0.30

0.020

0.010

0.020-0.060

0.010-0.050

0.50-1.00

B

Mo

2)






0.0015-0.0060

0.10-0.40

0.05-0.12






1),2)微合金元素:TiV0.15%


LH钢沿着焊接方向的拉伸试验的力学性能

(交货状态为软态、未热处理)

牌号

屈服强度Rp0.2/Rel

MPa

抗拉强度

Rm

MPa

最大力塑性延伸率

Ag%

断后伸长率

%

n

冷轧钢带

LH800

290-420

450-580

14

A8025

0.14

LH900

310-430

480-600

13

A8024

0.13

热轧钢带

LH800

260-400

460-650

-

A5025

-

LH900

290-410

480-670

-

A5024

-

热处理后

LH800

LH900

-

800-1000

-

A513

-


经热处理(即退火+空气硬化+回火)后,该钢的抗拉强度可达1000MPa,总伸长率A5≥13%。

 

现有的LH钢硬化后的特征值数据,是基于特定的工艺或特定的零件获得的,由用户负责完成零件的最终状态。

 

在软态下,通过热浸镀锌工艺处理后,钢也可获得的屈服强度增加值约为80 MPa,与烘烤硬化的效果基本相当。

 

金相组织(冷轧钢带、交货状态为软态、未处理)

LH®800和LH®900在其软态(热轧或冷轧)下交付时,典型的金相组织为:铁素体基体+碳化物析出,并有少量的残余奥氏体,典型的晶粒尺寸≥9 ASTM。

 

金相组织(交货状态为回火态)

在热成形过程中,通过加热,钢的组织将相变为奥氏体状态(在保护气体气氛中加热至950以上为最佳)。


随后,钢成形为部件后,在空气(或保护气体气氛中)中冷却,获得了马氏体组织,也即获得了高强度的部件。通过随后的回火,可释放被硬化部件的内应力。同时,硬化部件的硬度被适度降低,从而获得所需的韧性值。

 

LH钢的成形性

LH®800和LH®900钢在软态下,具有非常好的冷成形性能;在淬火和回火状态下,具有很高的强度,最终零件还保留了一定的可成形性。


- 04 -


LH钢是专门为汽车工程而研制的。可以预期,在其他领域的应用也会越来越多。


LH钢在冷轧交货状态下具有很好的成形能力,因此适合生产结构复杂的零件。在空气或保护气体中冷却热处理后,可达到极高强度。


这种钢是专门为满足汽车轻量化设计和制造的要求,并确保卓越的车辆碰撞性能而开发的。由于成品零件的机械性能非常好,因此可以显著减轻车身重量。


由于兼具较好的成形性能和硬化能力,使Salzgitter Flachstahl GmbH生产的LH®800和LH®900特别适合于制作需要承受“高静应力和高动应力”的焊接组件,以及汽车行业中与承重和安全相关的组件。


例如横梁,B柱,底盘件,A柱加强管,各种不同的结构元件。

什么是空气硬化钢?有什么性能特点?

LH钢带还可用于生产符合EN 10305 -2或EN 10305-3标准的高频焊接精密管。在这种情况下,客户可一站式采购同成分的扁平材和管材。这些用LH钢制成的管材特别适合于液压成形应用。


由于LH钢良好的成形性能,因此,即使是最复杂的零件,也可以在免除中间退火工序的情况下完成制作。


- 05 -


LH钢使用注意事项:


使用LH钢的钢制品公司,应验证性能计算、施工和加工方法与材料要求的一致性。需要采用符合当前技术水平的合适的成形技术,并可按需要进行调整。

 

根据用途的不同,这种钢材在加工过程中,可使用防锈剂或成形辅助剂(预润滑油、热熔胶)进行处理。

 

Salzgitter Flachstahl GmbH的LH钢,可适用所有的电焊技术。用户可按照常规的电焊技术规则,进行手工焊接或机械化焊接。焊接LH钢时,无需添加昂贵的,高质量等级的填充材料。

 

如果用LH钢制作钢结构,那在设计中,应采用借助接头,能把应力(作用力)从一个部件转移到下一个部件的结构形式。

 

如果这种钢与其他强度较低的钢连接在一起,则接头的强度取决于强度较低的钢。

 

用户使用LH钢时,必须考虑以上这些因素。

 

目前,salzgitter-flachstahl公司已用RobuSal®800取代了LH®800,RobuSal®900取代了LH®900。


RobuSal®是一种以极端稳定性和疲劳强度著称的钢。


在这里,salzgitter-flachstahl公司使用了刺槐树拉丁文名称"robinia pseudoaccia”,在拉丁语中,“刺槐”是一种非常坚硬的木材,非常耐用,这一名称体现了这种钢材的材料特性。相关的性能数据也进行了局部优化,最新的详细技术信息,可登录salzgitter-flachstahl的官网查询。


- 06 -


日前,看了一个小视频,播放的是台湾的四岁小神童曦曦,解答家长粉丝们关于职场人生的问题,奶声奶气的孩子,感觉脑洞好大。

 

有家长问:“每天工作,觉得好累,为什么你这样有活力?”曦曦回答:“为钱做事容易累,为理想做事能够耐风寒,为兴趣做事则用不倦怠,这样你懂吗?”

 

爱觉不累。

 

话虽不错,但这么有哲理的话,从一个四岁小朋友的嘴里说出来,有种怪怪的感觉。




参考资料

https://www.weibo.com/u/5753839864?nick=萌萌小酱尸&is_all=1

https://www.salzgitter-flachstahl.de/fileadmin/footage/MEDIA/gesellschaften/szfg/informationsmaterial/produktinformationen/kaltgewalztes_feinblech/eng/lh800.pdf

https://www.salzgitter-flachstahl.de/fileadmin/footage/MEDIA/gesellschaften/szfg/informationsmaterial/produktinformationen/kaltgewalztes_feinblech/eng/lh900.pdf

https://www.salzgitter-flachstahl.de/fileadmin/footage/MEDIA/gesellschaften/szfg/informationsmaterial/produktinformationen/warmgewalzte_produkte/eng/robusal_r_800.pdf

https://www.salzgitter-flachstahl.de/fileadmin/mediadb/szfg/informationsmaterial/produktinformationen/warmgewalzte_produkte/eng/robusal900.pdf

https://www.salzgitter-flachstahl.de/en/products/the-highlight-brands/robusalsupsup.html


原文出处:http://www.josen.net/post/YingHuaGang.html 

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