鋼板知識綜合

2022-08-22 13:51:02 字數 3168 閱讀 2530

鋼板基礎知識

現在汽車車身主要的原材料是鋼板,無論是承載式車身,非承載式車身。按照鋼板的生產工藝分主要可分為熱軋鋼板和冷軋鋼板兩大類。

一、鋼板的種類

冷軋鋼板生產工藝(寶鋼):礦石-高爐煉鐵-轉爐煉鋼-連鑄(板坯)-熱連軋-酸洗-冷連軋-連續退火(-熱鍍鋅)-捲取/其他(電鍍鋅/縱剪成帶/橫剪成板/)

熱軋鋼板生產工藝(寶鋼):礦石-高爐煉鐵-轉爐煉鋼-連鑄(板坯)-除鱗-精軋-冷卻-捲取-熱軋卷(-冷軋)-矯直/縱剪/橫剪

二、表徵鋼板的主要力學效能指標

強度: 金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。屈服強度、抗拉強度是極為重要的強度指標,是金屬材料選用的重要依據。

強度的大小用應力來表示,即用單位面積所能承受的載荷(外力)來表示,常用單位為mpa。

屈服強度:金屬試樣在拉力試驗過程中,載荷不再增加,而試樣仍繼續發生變形的現象,稱為「屈服」。產生屈服現象時的應力,即開始產生塑性變形時的應力,稱為屈服點,用符號σs表示,單位為mpa。

一般的,材料達到屈服強度,就開始伴隨著永久的塑性變形,因此其是非常重要的指標。

抗拉強度:金屬試樣在拉力試驗時,拉斷前所能承受的最大應力,用符號σb表示,單位為mpa。

伸長率:金屬在拉力試驗時,試樣拉斷後,其標距部分所增加的長度與原始標距長度的百分比,稱為伸長率。用符號δ表示。伸長率反映了材料塑性的大小,伸長率越大,材料的塑性越大。

應變強化指數n:鋼材在拉伸中實際應力-應變曲線的斜率。其物理意義是,n值高,表示材料在成形加工過程中變形容易傳播到低變形區,而使應變分布較為均勻,減少區域性變形集中現象,因此n值對拉延脹形非常重要。

塑性應變比r值:r值表示鋼板拉伸時,寬度方向與厚度方向應變比之比值。r值越大,表示鋼板越不易在厚度方向變形(越不容易開裂),深衝性越好。

表一典型的冷軋鋼板效能表 el 1.0-1.6

三、鋼板表面質量

四、強化因素

一般的,材料的效能由組織(結構)決定,組織由成分(工藝)決定,他們之間構成乙個四面體。鋼板也是這樣,鋼板的強化主要是靠成分和組織,下面拿加磷鋼和烘烤硬化鋼舉例說明。

加磷鋼:一般的,強化鋼板的元素主要有c、mn、ti、nb、al等,有害的元素主要是p和s。實際上p的強化作用非常明顯,僅次於c,但是數量要達到0.

04%以上才能使強化作用超過有害的部分,體現出強化作用。加磷鋼正是基於這種原理製造的。主要有b170p1, b210p1, b250p1, b180p2(bp340), b220p2(bp380) 。

烘烤硬化鋼:

烘烤硬化鋼是指在低碳或者超低碳鋼中保留一定量的固溶碳原子,必要時加入磷等固溶強化元素來提高強度,鋼板成形後經過塗漆烘烤處理後強度進一步提高,同時這種鋼板具有很好的成形效能。主要有:

din標準手冊3中所規定的din及sew中鋼牌號的組成及其主要符號(完)

金屬熱處理

簡述金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度,並在此溫度中保持一定時間後,又以不同速度冷卻的一種工藝。

金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一,與其他加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,而是通過改變工件內部的顯微組織,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用效能。其特點是改善工件的內在質量,而這一般不是肉眼所能看到的。

為使金屬工件具有所需要的力學效能、物理效能和化學效能,除合理選用材料和各種成形工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料,鋼鐵顯微組織複雜,可以通過熱處理予以控制,所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外,鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學效能,以獲得不同的使用效能。

金屬熱處理的工藝:

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。

加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多,最早是採用木炭和煤作為熱源,進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易於控制,且無環境汙染。

利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或金屬,以至浮動粒子進行間接加熱。

金屬加熱時,工件暴露在空氣中,常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對於熱處理後零件的表面效能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。

加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝引數之一,選擇和控制加熱溫度 ,是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間,因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內外溫度一致, 使顯微組織轉變完全,這段時間稱為保溫時間。

採用高能密度加熱和表面熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間,而化學熱處理的保溫時間往往較長。

冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同,每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬採用不同的熱處理工藝,可獲得不同的組織,從而具有不同的效能。

鋼鐵是工業上應用最廣的金屬,而且鋼鐵顯微組織也最為複雜,因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

整體熱處理是對工件整體加熱,然後以適當的速度冷卻,以改變其整體力學效能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

退火是將工件加熱到適當溫度,根據材料和工件尺寸採用不同的保溫時間,然後進行緩慢冷卻,目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態,獲得良好的工藝效能和使用效能,或者為進一步淬火作組織準備。正火是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣中冷卻,正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細,常用於改善材料的切削效能,也有時用於對一些要求不高的零件作為最終熱處理。

淬火是將工件加熱保溫後,在水、油或其他無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火後鋼件變硬,但同時變脆。為了降低鋼件的脆性,將淬火後的鋼件在高於室溫而低於650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫,再進行冷卻,這種工藝稱為回火。

退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的「四把火」,其中的淬火與回火關係密切,常常配合使用,缺一不可。

「四把火」隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝 。為了獲得一定的強度和韌性,把淬火和高溫回火結合起來的工藝,稱為調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體後,將其置於室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間,以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。

這樣的熱處理工藝稱為時效處理。

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