高延性590-980MPa級合金化鍍鋅高強(qiáng)鋼板開發(fā)
，這與圖1所示的加工硬化行為一致。
對1.0%Si和2.0%Mn鋼以及一種少Si-Mn鋼在0.14真應(yīng)變下拉伸變形后的位錯結(jié)構(gòu)進(jìn)行TEM分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在該應(yīng)變下，各種鋼的位錯密度差異顯著。在1.0%Si鋼中觀察到細(xì)小的位錯胞結(jié)構(gòu)，它由線性交叉的位錯胞壁分開；相反，在2.0%Mn鋼觀察到被拉長的粗大位錯胞結(jié)構(gòu)。少Si-Mn鋼形成了與2.0%Mn鋼相似的被拉長的位錯胞結(jié)構(gòu)。從這可以看出，在1.0%Si和2.0%Mn兩種鋼中出現(xiàn)的線性交叉的細(xì)小位錯胞結(jié)構(gòu)歸因于Si的加入。由于包含許多位錯的胞壁單位體積增加，導(dǎo)致位錯密度更高，Si鋼的加工硬化特性變長，均勻伸長率改善。
2.3加Si鋼涂鍍技術(shù)
如上所述，發(fā)現(xiàn)延性改善源于Si的加入提高了加工硬化行為。不過，眾所周知，Si在退火過程中形成表面氧化物，惡化了Zn涂層的浸潤性。通過控制還原退火前Fe的氧化，可改善由Si的加入引起的鍍鋅浸潤性問題，這是JFE原創(chuàng)技術(shù)。
3開發(fā)GA鋼性能
將前面討論的通過Si加入改善鐵素體相延性的技術(shù)應(yīng)用到DP鋼中，目的是開發(fā)出高El型DP鋼。通過合理分配鐵素體相和馬氏體體積分?jǐn)?shù)，開發(fā)出高El型590-980MPa級高強(qiáng)度鋼，與常用鋼相比，伸長率提高20%。
3.1高延性高微觀組織
對開發(fā)出的高延性590-980MPa級高強(qiáng)度鋼的SEM觀察發(fā)現(xiàn)為鐵素體+馬氏體的雙相組織。通過Si的固溶強(qiáng)化效應(yīng)，新開發(fā)鋼實現(xiàn)了比抗拉強(qiáng)度相同的常用鋼更高的延性。優(yōu)異的延性是通過改善鐵素體相加工硬化行為實現(xiàn)的，而590-980MPa級的強(qiáng)度是用過合理分配鐵素體相和馬氏體體積分?jǐn)?shù)實現(xiàn)。
圖3給出了590MPa和980MPa級鋼拉延凸緣成形試驗結(jié)果，可以看出，高El型鋼比常用鋼的最大成形高度大。
圖3 590MPa和980MPa級鋼拉延凸緣成形試驗結(jié)果
3.2 JFE開發(fā)的GA高強(qiáng)鋼力學(xué)性能
JFE已經(jīng)開發(fā)出傳統(tǒng)的、高El型和高El-λ型鋼，抗拉強(qiáng)度范圍從590MPa至980MPa，適合于各種成型模式。通過控制微觀組織，降低不用相之間的硬度差異，開發(fā)出良好擴(kuò)孔性和彎曲性能的高El-λ型鋼。
這些高強(qiáng)度GA鋼板的TS、El和λ之間的關(guān)系如圖4所示。明顯可以看出，高El鋼的總伸長率與低一抗拉強(qiáng)度級別塑性的相同。當(dāng)塑性指標(biāo)相同時，高El-λ鋼比常用鋼的擴(kuò)孔率高40%-50%，并且590MPa和980MPa級鋼表現(xiàn)出高的擴(kuò)孔率，分別與傳統(tǒng)的440MPa級和590MPa級鋼相當(dāng)。
圖4 系列GA鋼板的TS、El和λ之間的關(guān)系
3.3高延性鋼加壓成形性能
利用汽車中柱的模型模具，模擬實際汽車零件，對成形性能進(jìn)行評價，結(jié)果見圖5（a）。圖5（b）和5（c）給出了980MPa級高El鋼板與傳統(tǒng)強(qiáng)度鋼板的成形性能評價結(jié)果。對常用鋼板，在沖頭臺肩附近發(fā)生斷裂，而塑性高的高El鋼成形過程中沒有發(fā)生斷裂。圖5（d）和5（e）給出了980MPa級高El-λ鋼板與傳統(tǒng)強(qiáng)度鋼板的成形性能評價結(jié)果。對常用鋼板，從凸緣邊部向豎板發(fā)生斷裂，而高El-λ鋼由于擴(kuò)孔性能改善，在成形過程中沒有發(fā)生斷裂。由此可以看出，通過選擇最合適于這種成形模式的合適材料，這些高強(qiáng)度鋼板甚至可以用在形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件上。認(rèn)為這些高強(qiáng)GA鋼板可以提高耐腐蝕性能及車身結(jié)構(gòu)的碰撞性能。
圖5 980MPa GA高強(qiáng)度鋼板加壓成形試驗結(jié)果
（a）加壓成形件外觀和評估位置；（b）高El鋼；（c）和（e）常用鋼；（d）高El-λ鋼
這些鋼板已經(jīng)經(jīng)過汽車制造商使用評價，具有良好的成形性能。因此，高El型GA高強(qiáng)度鋼板也已經(jīng)應(yīng)用在車身的框架件上，并且對汽車減重起重大貢獻(xiàn)。
這些新開發(fā)的具有優(yōu)異成形性能鋼板廣泛應(yīng)用在汽車結(jié)構(gòu)上，認(rèn)為在將來可進(jìn)一步減輕車身重量及減少燃油消耗。
4結(jié)論
為響應(yīng)汽車車身減重和提高汽車碰撞性的要求，JFE公司已經(jīng)開發(fā)出具有優(yōu)異延性的高強(qiáng)度鋼。總結(jié)如下：
1）在DP鋼中加入Si，開發(fā)出高El型TS 590-980MPa級高強(qiáng)度鋼板，與常用鋼板相比，伸長率提高20%。延性改善源于Si的加入形成細(xì)小的位錯結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致鐵素體相的加工硬化率提高。
2）通過控制顯微組織，減少不同相之間的硬度差異，開發(fā)出高El-λ型TS 590-980MPa鋼板，具有良好的擴(kuò)孔性和彎曲性能。
3）這些新開發(fā)的鋼板在模擬評價和實際應(yīng)用評價中表現(xiàn)出良好的成形性能，已經(jīng)應(yīng)用在汽車框架件并大規(guī)模生產(chǎn)。
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