近日，首鋼成功開發(fā)出500MPa—600MPa級(jí)新型熱沖壓橋殼用鋼，解決了熱沖壓后橋殼強(qiáng)度嚴(yán)重下降的問題，將強(qiáng)度損失比例由30%降低至5%，大幅提高了橋殼疲勞強(qiáng)度，提升了橋殼承載能力與整車安全性能。項(xiàng)目實(shí)施以來，熱沖壓橋殼用鋼產(chǎn)品成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)知名商用車企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量贏得用戶一致認(rèn)可，極大提升了首鋼熱沖壓橋殼用鋼的市場(chǎng)影響力。
汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車承載的重要結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于重卡、半掛牽引車、客車、工程機(jī)械等領(lǐng)域，其通過懸架總成與車架相連接，兩端安裝車輪，傳遞車架與車輪之間的各種作用力，支撐著汽車的載荷，因此其強(qiáng)度、剛度、疲勞壽命等性能指標(biāo)至關(guān)重要。
橋殼，是驅(qū)動(dòng)橋的重要組成部分又是行駛系的主要組成件之一。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，質(zhì)量小，并便于主減速器的拆裝和調(diào)整。
熱沖壓橋殼用鋼憑借高溫變形抗力小、殘余應(yīng)力低、疲勞壽命高等顯著優(yōu)點(diǎn)，牢牢占據(jù)著中重卡橋殼生產(chǎn)的主導(dǎo)地位。然而，熱沖壓橋殼用鋼因熱沖壓后強(qiáng)度顯著降低成為業(yè)內(nèi)久攻不克的難題，限制了橋殼的輕量化與整車承載能力提升，嚴(yán)重制約了中重卡行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和綠色發(fā)展。為解決這一行業(yè)難題，技術(shù)研究院聯(lián)合股份公司和京唐公司成立攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，以“差異化、定制化”服務(wù)為宗旨，著手開展新型熱沖壓橋殼用鋼產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù)研究。攻關(guān)團(tuán)隊(duì)首先從自身產(chǎn)品成分設(shè)計(jì)上尋找突破口。
在集團(tuán)副總工程師王全禮的悉心指導(dǎo)下，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人技術(shù)研究院惠亞軍和股份公司熱軋產(chǎn)品室主任吳科敏帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員深入橋殼廠，通過對(duì)橋殼生產(chǎn)工藝流程的全程跟蹤，發(fā)現(xiàn)熱沖壓技術(shù)最大的弊端在于空冷方式下冷卻速度不可控，進(jìn)而導(dǎo)致冷卻過程中金屬相變與微合金元素析出不可控。由于影響因素眾多，作用機(jī)理復(fù)雜，想要實(shí)現(xiàn)精確控制實(shí)屬不易。團(tuán)隊(duì)通過分析熱沖壓工序中顯微組織和微合金化第二相的演變規(guī)律，在中試進(jìn)行了7種成分體系的熱軋、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變行為、高溫力學(xué)性能、熱沖壓工藝模擬等一系列基礎(chǔ)研究，確定了成分優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，熱沖壓后屈服強(qiáng)度較常規(guī)產(chǎn)品提高了50MPa—60MPa，強(qiáng)度損失由30%左右降低到15%以內(nèi)。對(duì)于如何進(jìn)一步提高熱沖壓后強(qiáng)度，首鋼團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，從熱沖壓后冷卻路徑控制問題著手開展工藝研究。
團(tuán)隊(duì)成員系統(tǒng)模擬了加熱溫度、沖壓速度、沖壓前保溫時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)橋殼用鋼強(qiáng)塑性影響規(guī)律，掌握了橋殼用鋼在奧氏體區(qū)高溫力學(xué)行為等基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上提出了一種新型熱沖壓工藝，熱沖壓后屈服強(qiáng)度較常規(guī)產(chǎn)品提高了100MPa—120MPa，強(qiáng)度損失比例進(jìn)一步降低至5%。與此同時(shí)，劉國(guó)梁、俞學(xué)成領(lǐng)銜的連鑄工藝團(tuán)隊(duì)和董現(xiàn)春領(lǐng)銜的焊接工藝團(tuán)隊(duì)，還分別攻克了橋殼表面皸裂和疲勞開裂的難題，使橋殼疲勞性能得到大幅提升。首鋼新型熱沖壓橋殼用鋼的創(chuàng)新成果，生動(dòng)實(shí)踐了合金減量化設(shè)計(jì)理念，成功開發(fā)出了系列熱沖壓橋殼鋼產(chǎn)品，成為集團(tuán)技術(shù)降成本的優(yōu)秀案例，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)整車輕量化，促進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排綠色化發(fā)展貢獻(xiàn)了重要力量。