烘烤硬化钢抗时效性能影响因素分析.pdf

总第2 11期2023年第8 期试（实）验研究摘要：选取18 0 H1材料进行模拟试验，分析温度、BH值对该产品抗时效性能的影响。分析表明：烘烤硬化钢产品BH值越大，产品屈服平台长度越长，抗时效性能越差；烘烤硬化钢产品在室温条件下6 个月后，BH值 50 MPa的产品存在屈服平台长度大于0.8%的情况，即发生失效的风险较大，当BH值 6 0 MPa时，产品抗时效性最差；将烘烤硬化钢产品的BH值控制在3 0 50 MPa是提高外板类BH钢产品质量的关键。关键词：烘烤硬化钢；时效问题；影响因素中图分类号：TG142.10引言车门、发罩等外板件常用具有优异冲压性、较好的抗凹陷等性能的HC180B、18 0 H 1等烘烤硬化钢来进行钣金制造，但该类钢种抗时效性能差，不能在室温下长期保存1-1。国内较偏远地区的汽车厂家因运输周期长、气候较热等原因更容易使烘烤硬化钢发生应变时效，偶尔还会出现拉伸应变痕和橘皮等缺陷问题,因此开展对BH钢进行时效等方面的研究迫在眉睫。BH钢的时效性能主要与游离碳含量、存储环境和时间等有关3-5。汽车车门外板材料厚度主要为0.6 5 0.8 0 mm，本文选用厚度为0.7 mm的18 0 H1材料分别对其力学性能的人工加速时效性和抗自然时效性进行检测试验，以分析温度和BH值对烘烤硬化钢抗时效性能的影响。1人工加速时效试验测量产品BH值、环境温度与力学拉伸曲线上屈服平台长度的意义在于能够预估计产品抗时效时间，能够更好地满足用户冲压表面不出现冲压橘皮缺陷。针对夏季物流运输过程进行跟踪，测定钢卷温度达7 5。对较高BH值产品进行较高温度下（7 5)抗时效时间的模拟试验，以此来估计带钢在夏季高温季节下允许的运输时间。选取BH值分别为43MPa、50 MP a 的2 卷18 0 H1产品，其相关信息如表1所示。表1试样成分及BH值试样编号w(c)/%w(Nb)/%w(Ti)/%10.001720.0018将此两种BH值产品分别放人热处理炉中，进行低温时效处理7,环境温度设定为7 5,以模拟夏季收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 2第一作者简介：刘洋（19 9 4一），男，河北唐山人，工程师，毕业于东北大学秦皇岛分校材料成型及控制工程专业，现任职于河钢集团唐钢公司汽车板事业部，主要从事冷轧质量技术工作。山西冶金ShanxiMetallurgy烘烤硬化钢抗时效性能影响因素分析刘洋，张长通，刘辉，赵启扬，刘宇（河钢集团唐钢公司，河北唐山0 6 3 0 0 0）文献标识码：A高温运输环境，分别保温12 h、2 4h、3 6 h、48 h，而后进行力学检测，检测结果如表2 所示。表2 保温不同时间后产品力学性能变化情况试样编号日时间hRe/MPaRpo.2/MPalRm/MPaA80/%A/%n值值02211220712436480122243648整理表2 中结果，得到BH值为43 MPa及50 MPa时产品力学拉伸曲线如图1和图2 所示。12h24h300300200200100100PdIN/0030020010000w(N)/%BH值/MPa0.00770.00320.00950.003 4Total 211No.8,2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.08.006文章编号：16 7 2-1152(2 0 2 3)0 8-0 0 13-0 20.222.2520933038.00.10.191.9520933138.50.10.191.9521333238.00.60.192.021633036.01.10.192.023535637.020433037.00.0450.202.0520633220933237.00.10.192.021033237.00.30.192.00102036h1020图1BH值为43 MPa产品力学拉伸曲线0.0015500.001 44334637.040.00.10.191.95304030020010003040延伸率/%由图1、图2 可知，BH值为50 MPa的产品保温12h后出现上屈值，产品已经开始时效，保温3 6 h后出现屈服平台长度0.6%，保温48 h后屈服平台长度达到1.1%。BH值为43 MPa产品保温12 h后出现上屈一0.212.50100102048h2030304040山西冶金14E-mail:第46 卷图4高BH值产品拉伸应变痕3结论12.h3002001003002001000图2 BH值为50 MPa产品力学拉伸曲线值，产品开始时效，保温48 h后屈服平台长度0.3%，相对而言其抗时效能力好于BH值50 MPa的产品。2抗自然时效试验对室温状态时效时间问题进行试验分析8 ,将BH值分别为15、2 5、3 3、43、55、56 MPa产品在室温状态保持6 个月，而后拉伸，比较其屈服平台长度，结果如图3 所示。1.81.61.41.20.80.60.40.20.0结合常温静置试验和加速时效试验结果来看，产品在室温条件下6 个月后，BH值 50 MPa的产品存在屈服平台长度大于0.8%的情况，即发生失效的风险较大(见图4。当BH值 6 0 MPa时，产品抗时效性最差。此外,随着时效时间的延长,BH值越大,产品屈服平台长度越长，抗时效性能越差。Analysis of Influencing Factors on Aging Resistance of Bake-hardening Steel(HBIS Group Tangsteel Company,Tangshan Hebei 063000,China)Abstract:In this paper,180Hl material is selected,and the effects of temperature and BH value on the aging resistance of this product areanalyzed through simulation tests.The conclusions are as follows:(1)The greater BH value of bake-hardening steel products,the longer theyield platform length of products,and the worse the aging resistance.(2)After six months at room temperature,the products with BH 50 MPa had a yield platform length of more than 0.8%,that is,the risk of failure wasgreater.When BH value is greater than 60 MPa,the product has the worst aging resistance.(3)Controlling the BH value ofbake-hardening steel products in the range of 3050 MPa is the core content of improving BH steel products for outer plates.Key words:bake hardened steel;limitation problem;influencing factor24h300200100102036h1020010图3 不同BH值产品屈服平台长度Liu Yang,Zhang Tong,Liu Hui,Zhao Qiyang,Liu Yu303020BH值/MPa40300200100400延伸率/%300401048h1020502030306040401)烘烤硬化钢产品BH值越大，产品屈服平台长度越长,抗时效性能越差。2)在室温条件下6 个月后，BH30MPa的产品均未产生屈服平台;BH值在3 0 50 MPa的产品虽存在屈服平台，但长度均 50 MPa的产品存在屈服平台长度 0.8%的情况，即发生失效的风险较大；当BH值 6 0 MPa时,产品抗时效性最差。3)将烘烤硬化钢产品的BH值控制在3 0 50 MPa是提高外板类BH钢产品质量的关键。参考文献1宋青，王立辉，潘应君，等.时效时间对HC180BD+z烘烤硬化钢组织和性能的影响J.金属材料与冶金工程，2 0 2 3,51(1)：3-9.2下凡征，吴庆美，郭强，等.18 0 MPa级超低碳烘烤硬化汽车钢板烘烤硬化稳定性研究J.汽车工艺与材料，2 0 2 2(12)：3 7-41.3王亚东,杨天一,DP590冷轧双相钢成形性能研究J.金属世界，2015(6):6-9.4王以伟，郭烨，朱茜，等.烘烤工艺参数对18 0 B型烘烤硬化钢BH2值的影响C中国汽车工程学会.2 0 2 0 中国汽车工程学会年会论文集,2 0 2 0:3 3-3 7.5周三保，唐梦霞，张功庭.冷轧Ti系超低碳烘烤硬化钢的耐时效性能研究C/中国金属学会.第十二届中国钢铁年会论文集：3.轧制与热处理，2 0 19:48 8-49 1.6李小舟.烘烤硬化钢制造工艺的研究D.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2 0 2 0.7胡华东.热镀锌汽车外板烘烤硬化钢H220BD+2产品开发J.钢铁钒钛,2 0 18,3 9 5):157-16 1.8佟男，孙彦，邓军，等.短时效与缓时效烘烤硬化钢热镀锌板材的自然时效性C中国金属学会.第十一届中国钢铁年会论文集：S07.汽车钢，2 0 17：7 1-7 7.（编辑：武倩倩）