前不久,有個朋友問我,是否知道Salzgitter Flachstahl GmbH公司生產的一種被稱為“空氣硬化鋼”的鋼種?能不能找機會介紹一下?
我說可以。
學而時習之,不亦樂乎?
其實,空氣硬化鋼并不新鮮,在工具鋼中較為常見。第一個空氣硬化級工具鋼是mushet鋼(Robert Mushet's Special Steel 【RMS】),在當時被稱為空氣硬化鋼,或自硬化鋼。現代的空氣硬化鋼鉻含量高,熱處理變形小,可加工性好,具有較好的耐磨性和韌性。
主流的空氣硬化工具鋼以長材(如方棒、扁鋼等)產品形態供貨較為多見。
今天介紹的Salzgitter Flachstahl GmbH公司的空氣硬化鋼,則是以扁平材狀態供貨的產品。在考慮了產品的成形性能和可焊接性的情況下,這種空氣硬化鋼在化學成分方面進行了較大調整,大大降低了碳當量。
目前,Salzgitter Flachstahl GmbH公司的空氣硬化鋼可歸屬于“成形后可熱處理鋼”(PFHT:post-forming heat-treatable)這一產品類別。
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LH? 800和LH? 900是Salzgitter Flachstahl GmbH公司的專有鋼牌號,尚未納入公認標準,其供貨狀態包括熱軋態和冷軋態。
從鋼分類規則看,它屬于合金化鋼,類似于12CrMoV69(材料號1.7734),鋼廠出廠狀態稱為軟態,具有良好的成形性能(沖壓性能),在制成零件并熱處理后(退火+硬化+回火),具有高強度。
需要說明的是,LH源自德文“lufth?rtenden St?hlen”,即空氣硬化鋼的意思。以下把Salzgitter Flachstahl GmbH公司生產的空氣硬化鋼簡稱為LH鋼。
LH鋼可用的成形方法有很多,它可通過沖壓、液壓成形(預制作焊管)或其他成形方法制作零件,隨后,零件可在保護性氣氛的熱處理爐內進行退火熱處理(奧氏體化),隨后在空氣或保護氣體中自然冷卻并完成硬化,最終通過回火來消除應力。因此,這種牌號的鋼也被俗稱為“空氣硬化鋼”。
良好的硬化性和耐回火性:除碳、錳外,鋼中還加入了其他合金元素,例如鉻、鉬、釩等,還包括了硼、鈦。
優良焊接性:無論在軟態、空氣硬化態,或者軟態+空氣硬化態組合的情況下,LH鋼的可焊性都非常好。
優良可鍍性:采用空氣硬化鋼制作的部件,在各種不同的鍍層工藝中(KTL、常規熱浸鍍鋅、高溫熱浸鍍鋅),均有良好的可鍍性。
注:
KTL工藝(電泳-浸入-清漆涂裝):一種車廠常用的表面涂裝噴漆的方法,用KTL方法要比普通的噴漆更加耐腐蝕耐酸等。
常規熱浸鍍鋅:是指在440~460℃進行的熱浸鍍鋅。
高溫熱浸鍍鋅:是指在520~600℃進行的熱浸鍍鋅。高溫熱浸鍍鋅是一種解決包括含硅量高于0.25%在內的所有含硅活性鋼鍍鋅問題的可能途徑之一。
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交貨狀態
LH?800和LH?900鋼的交貨狀態為熱軋鋼帶或冷軋鋼帶。鋼帶的寬度范圍為900mm~1450mm。
以熱軋鋼帶交貨時,厚度范圍為2.0 mm~6.00 mm,表面狀態默認為酸洗,也可根據供需雙方的協議以熱軋態供貨。
以冷軋鋼帶交貨時,厚度范圍為0.70 mm~2.80 mm,表面質量等級為A(符合DIN EN 10130的相關規定)。
由于熱軋帶鋼的表面質量等級還未標準化,特殊的客戶要求,必須在訂貨前達成一致。
交貨依據是DIN EN 10021的規定。通常,對于冷軋鋼帶,尺寸及外形允許偏差應符合DIN EN 10131的規定,對于熱軋鋼帶,尺寸及外形允許偏差應符合DIN EN 10051的規定。也可以按照供需雙方約定的特殊條款交付。
鋼帶按批檢測。每個檢驗批由不大于20噸的同牌號,同厚度的鋼帶組成。對于重量大于20噸的單個鋼卷則單獨成批。
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LH鋼的化學成分(熔煉分析):
化學成分(熔煉分析)% | ||||||||
牌號 | 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 | V 2) | ||||||
0.0015-0.0060 | 0.10-0.40 | 0.05-0.12 | ||||||
1),2)微合金元素:Ti,V≤0.15% |
LH鋼沿著焊接方向的拉伸試驗的力學性能
(交貨狀態為軟態、未熱處理)
牌號 | 屈服強度Rp0.2/Rel (MPa) | 抗拉強度 Rm (MPa) | 最大力塑性延伸率 Ag(%) | 斷后伸長率 (%) | n值 |
冷軋鋼帶 | |||||
LH800 | 290-420 | 450-580 | ≥14 | A80≥25 | ≥0.14 |
LH900 | 310-430 | 480-600 | ≥13 | A80≥24 | ≥0.13 |
熱軋鋼帶 | |||||
LH800 | 260-400 | 460-650 | - | A50≥25 | - |
LH900 | 290-410 | 480-670 | - | A50≥24 | - |
熱處理后 | |||||
LH800 LH900 | - | 800-1000 | - | A5≥13 | - |
經熱處理(即退火+空氣硬化+回火)后,該鋼的抗拉強度可達1000MPa,總伸長率A5≥13%。
現有的LH鋼硬化后的特征值數據,是基于特定的工藝或特定的零件獲得的,由用戶負責完成零件的最終狀態。
在軟態下,通過熱浸鍍鋅工藝處理后,鋼也可獲得的屈服強度增加值約為80 MPa,與烘烤硬化的效果基本相當。
金相組織(冷軋鋼帶、交貨狀態為軟態、未處理)
LH?800和LH?900在其軟態(熱軋或冷軋)下交付時,典型的金相組織為:鐵素體基體+碳化物析出,并有少量的殘余奧氏體,典型的晶粒尺寸≥9 ASTM。
金相組織(交貨狀態為回火態)
在熱成形過程中,通過加熱,鋼的組織將相變為奧氏體狀態(在保護氣體氣氛中加熱至950℃以上為最佳)。
隨后,鋼成形為部件后,在空氣(或保護氣體氣氛中)中冷卻,獲得了馬氏體組織,也即獲得了高強度的部件。通過隨后的回火,可釋放被硬化部件的內應力。同時,硬化部件的硬度被適度降低,從而獲得所需的韌性值。
LH鋼的成形性
LH?800和LH?900鋼在軟態下,具有非常好的冷成形性能;在淬火和回火狀態下,具有很高的強度,最終零件還保留了一定的可成形性。
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LH鋼是專門為汽車工程而研制的。可以預期,在其他領域的應用也會越來越多。
LH鋼在冷軋交貨狀態下具有很好的成形能力,因此適合生產結構復雜的零件。在空氣或保護氣體中冷卻熱處理后,可達到極高強度。
這種鋼是專門為滿足汽車輕量化設計和制造的要求,并確保卓越的車輛碰撞性能而開發的。由于成品零件的機械性能非常好,因此可以顯著減輕車身重量。
由于兼具較好的成形性能和硬化能力,使Salzgitter Flachstahl GmbH生產的LH?800和LH?900特別適合于制作需要承受“高靜應力和高動應力”的焊接組件,以及汽車行業中與承重和安全相關的組件。
例如橫梁,B柱,底盤件,A柱加強管,各種不同的結構元件。
LH鋼帶還可用于生產符合EN 10305 -2或EN 10305-3標準的高頻焊接精密管。在這種情況下,客戶可一站式采購同成分的扁平材和管材。這些用LH鋼制成的管材特別適合于液壓成形應用。
由于LH鋼良好的成形性能,因此,即使是最復雜的零件,也可以在免除中間退火工序的情況下完成制作。
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LH鋼使用注意事項:
使用LH鋼的鋼制品公司,應驗證性能計算、施工和加工方法與材料要求的一致性。需要采用符合當前技術水平的合適的成形技術,并可按需要進行調整。
根據用途的不同,這種鋼材在加工過程中,可使用防銹劑或成形輔助劑(預潤滑油、熱熔膠)進行處理。
Salzgitter Flachstahl GmbH的LH鋼,可適用所有的電焊技術。用戶可按照常規的電焊技術規則,進行手工焊接或機械化焊接。焊接LH鋼時,無需添加昂貴的,高質量等級的填充材料。
如果用LH鋼制作鋼結構,那在設計中,應采用借助接頭,能把應力(作用力)從一個部件轉移到下一個部件的結構形式。
如果這種鋼與其他強度較低的鋼連接在一起,則接頭的強度取決于強度較低的鋼。
用戶使用LH鋼時,必須考慮以上這些因素。
目前,salzgitter-flachstahl公司已用RobuSal?800取代了LH?800,RobuSal?900取代了LH?900。
RobuSal?是一種以極端穩定性和疲勞強度著稱的鋼。
在這里,salzgitter-flachstahl公司使用了刺槐樹拉丁文名稱"robinia pseudoaccia”,在拉丁語中,“刺槐”是一種非常堅硬的木材,非常耐用,這一名稱體現了這種鋼材的材料特性。相關的性能數據也進行了局部優化,最新的詳細技術信息,可登錄salzgitter-flachstahl的官網查詢。
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日前,看了一個小視頻,播放的是臺灣的四歲小神童曦曦,解答家長粉絲們關于職場人生的問題,奶聲奶氣的孩子,感覺腦洞好大。
有家長問:“每天工作,覺得好累,為什么你這樣有活力?”曦曦回答:“為錢做事容易累,為理想做事能夠耐風寒,為興趣做事則用不倦怠,這樣你懂嗎?”
愛覺不累。
話雖不錯,但這么有哲理的話,從一個四歲小朋友的嘴里說出來,有種怪怪的感覺。
參考資料
https://www.weibo.com/u/5753839864?nick=%E8%90%8C%E8%90%8C%E5%B0%8F%E9%85%B1%E5%B0%B8&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
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