08-刘晓泉 在专用汽车领域使用高强度钢的意义.ppt

在专用车领域使用高强度汽车用钢的战略意义,太钢营销部汽车行业办公室刘晓泉,2、高强度汽车用钢产品的生产装备和制造技术,3、太钢高强度汽车用钢产品及应用知识介绍,介绍内容,1、使用高强度汽车用钢的战略意义,低碳经济比以往任何一个时候都更加受到重视,2010年北京车展的主题,预计中国到2020年新车消费量会从现在的1379万辆增加到4000万辆，汽车保有量会从现在的6000多万辆增加到1.5亿辆。而碳排放会由2008年的4.5亿吨增加到10亿吨。,低碳经济需要排放更少的先进汽车产品，先进的汽车产品需要先进的制造材料，目前钢铁仍然是汽车工业的基本结构材料，同时也仍然是高性价比的材料，钢铁使用量占汽车自重的60-80%，高强度钢的发展和应用为汽车轻量化、节能和减排提供了重要通道。随着汽车轻量化的进展，节能、排放和安全法规的日趋严格，高强度钢的用量将快速增长,采用AHSS钢板是钢铁应对其它轻质材料挑战的措施。,汽车车体对材料的要求不断提高,高强钢板在汽车上的应用不断增长,2010北京国际车展上东风雪铁龙C5使用的特高强度材料,欧洲的今天就是我们的明天：欧洲08年已经实施欧排放标准，而我国目前还是国排放标准；欧洲重卡价格是国产重卡的3倍；世界重卡市场的重心正向着中国转移；未来中高端重卡的市场需求将越来越大。,今后专用车市场将不再是价格竞争，而是非价格竞争，也就是价值竞争：提高产品质量，进行技术革新，降低用户周期使用成本；通过品牌建设提高销量和市场占有率；为用户提供完整解决方案，提供增值服务。,高强度钢为专用车生产企业提供了非价格竞争手段,使用高强钢的优势：,高硬度、高强度、高韧性以及优秀的抗冲击性，耐磨、抗变形能力强；能延长车厢使用寿命，高强度自卸车车厢是普通车厢的1.52倍；降低整车自重，提高车辆承载能力，增强营运能力；提高车辆发动机、变速箱、后桥、轮胎等主要零部件的使用寿命，减少车辆维护成本；降低油耗，减少车辆使用成本；汽车质量减少，减小了动力和动力传动系统负荷，可在较低的牵引负荷下表现出更好的性能；簧载重量下降，可明显提高行驶平稳性和舒适性。,钢铁与商用车产业链,高强度钢的应用将会让专用汽车产业链的各个环节受益：对国家：应用高强钢节省了材料，降低能耗，符合国家节能减排宏观政策，符合国家发展低碳经济的战略目标。对钢厂和专用车厂家：促进良性互动。专用汽车生产企业的需求推动钢厂开发新的产品，钢厂研发生产的新产品为专用汽车行业提供更多的优质材料，提高了专用汽车产品竞争力，从而推动行业的发展。对用户：带来最直接的经济效益。,先进的高强度汽车用钢产品离不开先进的钢铁制造装备和制造技术,太钢汽车用品种钢销量变化情况,单位：万吨,经过多年的发展，目前太钢是国内最大的汽车用热轧品种钢生产厂家，产品广泛进入一汽集团、中国重汽、东风公司、北汽福田、陕西重汽等厂家，高强度汽车用钢连续多年市场占有率全国第一。,太钢汽车用钢主要合作伙伴,太钢高强度汽车用钢在专用车领域的发展历程,2座180吨顶底复吹转炉。自动化控制水平高,车间设一级基础自动化、二级过程自动化和炼钢厂制造执行系统(MES系统)，实现自动控制、智能炼钢。成分控制精确。,炉外精炼手段齐全:拥有两座双工位LF炉、一座双工位RH真空处理炉。可实现深脱S（硫含量可稳定控制到0.005%）、循环脱气、去除夹杂、夹杂物变形处理等工艺效果。保证汽车用钢的高纯净度，为具有良好的冷成型性能以及焊接性能奠定基础。,连铸机由奥钢联设计制造。连铸机采用了结晶器液面控制、液压振动、漏钢预报、在线调宽、电磁搅拌、轻压下、二冷水动态控制、质量判定等一系列先进技术，保证了铸坯质量。,一机双流连铸机,太钢2250mm热连轧生产线,横切线,平整分卷线,五辊粗矫机,17辊精矫机,切边剪,剪机,平整机,5.025.410002130200016000mm,1.26.510002130mm5-20吨,加热炉,粗轧机组,热卷箱,7机架精轧机组,层流冷却,卷取,加热炉4座加热炉分段式步进梁，采用汽化冷却、最佳化燃烧控制模型，使热装更节省能源。,粗轧机最大轧制力5500吨主传动功率29500kW压下系统机械压下液压微调宽度控制全液压侧压AWC/SSC控制功能是目前世界热连轧生产线轧制能力最大的粗轧机,热卷箱采用边部保温装置。可有效降低中间坯温降，消除头尾温差，减小边部温降，可降低精轧机组负荷，降低精轧机能耗，满足薄规格产品生产的要求。,精轧机组,入口设置有附属立辊轧机全液压AGC控制（压下速度快、设定精度高，可以提高带钢全长厚度控制精度）CVC+板形控制系统（以保证产品获得目标凸度、平直度）工艺润滑表面检测装置（实现带钢表面质量的全长动态监控）轧制压力:F1F25000吨，F3F44500吨，F5F74000吨世界热连轧生产线能力最强的精轧机组,层流冷却装置,高效层流冷却系统预留有快速冷却装置位置满足DP、TRIP等特殊钢种生产时快速冷却的要求,卷取机,全液压卷取机最低卷取温度：200C踏步控制夹送辊打磨装置,平整机组,平整：改善板形、表面、机械性能；分卷：按照用户要求卷重交货；设计有最先进的弯辊、窜辊系统。,横切机组,横切机组从德国孙德维克公司引进，是世界热连轧生产线上设备能力最强、最先进的横切机组，最大剪切厚度可到25.4mm，并具有矫直和剪切X80厚板的能力。,横切机组,装备有国内热连轧厚板横切生产线上唯一的17辊矫直机。矫直后的钢板平直度和残余应力可达到最好水平。可保证矫直后钢板纵向分条后没有变形产生。在世界厚板横切机组上第一次应用真空吸盘式垛板台，钢板表面和侧面不会产生划伤缺陷，同时可堆垛较薄的钢板。,太钢高强度汽车用钢产品及应用知识介绍,钢板强度和塑性的平衡,后桥壳钢TQK590,高强纵梁T750L,高强传动轴管钢700QZ,双相车轮钢DP600,太钢供主机厂使用高强钢产品,不锈钢油箱TTS-1,产品特性与优势：1、太钢汽车用钢已形成大梁、轴管、车轮、桥壳等全系列、多牌号产品，实现了牌号系列化、规格系理化、强度系列化。2、具有冲压合格率高、回弹小、性能波动小、各向异性小等特点，实物质量达到了国内同类产品的领先水平，是理想的汽车结构件制造材料。,高强钢热轧产品,太钢针对专用车行业进行了两个强度级别高强度板的开发：屈服强度600MPa、抗拉强度700MPa级-T700屈服强度700MPa、抗拉强度750MPa级-TH800,拉伸性能和冲击性能,T700和TH800的强度和塑性配合较好,A521.0-21.5%，均匀伸长率Ag9.0-9.5%,塑性较好。,采用MTS810250KN电液伺服疲劳试验机,对8mm厚600Mpa级别汽车用钢产品进行疲劳试验,表明其疲劳极限在335MPa以上。,疲劳性能,电液伺服疲劳试验机,在国家认定的575家企业技术中心中，太钢技术中心排名第2位。,国家级实验室,管线钢概况,8mmTH800带钢的光学显微图象,近表面,1/2厚度,1/4厚度,金相组织,金相照片表明：TH800金相组织为细小的铁素体以及少量贝氏体，钢带各部位组织均匀。,位置,晶粒尺寸及晶粒度,TH800晶粒非常细小,晶粒直径达到2.8-3.2um,晶粒度为14级。,冷弯性能,TH800具有良好的冷弯性能,d=2a,180冷弯试验全部合格。在试验条件为d=5mm，180时，冷弯状态下,也表现出良好的性能。,TH800冷弯后试样,焊接性能,国际焊接学会：Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15T700：Ceq=0.36%TH800：Ceq=0.38%日本伊藤公式：Pcm=C+(Mn+Cr+Cu)/20+V/10+Mo/15+Si/30+Ni/60+5BT700：Pcm=0.15%TH800：Pcm=0.16%,淬硬倾向不大，焊接性良好，不需预热,按GB4675.2-84标准，用焊接裂纹敏感性试验(CTS)对TH800类似钢种进行焊接性评价：试板的厚度为6mm,配套试板厚度为12mm，拘束焊缝采用4mm的低氢型碱性焊条J507，试验在温度可控的冰柜中进行，温度为0C，试验焊缝采用1.2的SCH-70焊丝进行焊接，C02气体保护焊的焊接规范为:240A,24V,210mm/s，电源极性为直流反接。焊完48h后，进行裂纹检测和解剖分析。,试验结果表明：在模拟0温度下，用C02气体保护焊，T700、TH800不会产生焊接冷裂纹。,焊接评价试验,使用高强度钢的优势表现在:减轻构件的重量，减轻设备的自重量，减少设备的燃料消耗，提高设备的工作效率。按如下经验公式对应构件材料强度和壁厚的关系可以保证结构强度的稳定。,式中:t1,1和t2，2分别表示两种材料相对应的屈服强度和厚度。,采用高强度钢重量的减轻计算,根据对应关系，采用高强度板取代普通Q235，构件重量减轻的情况如下:,采用Q235车厢自重6.5吨,采用T610L车厢自重5.2吨,采用TH800车厢自重4.6吨,采用高强度钢重量的减轻计算,自卸车采用高强度钢效益,注：以上按照每年行驶150000公里，柴油价格6.5元/升测算的结果。,800Mpa级别高强度汽车用钢产品应用,目前广东明威专用车有限公司、河南骏通车辆有限公司已经生产了使用太钢TH800特高强度汽车用钢产品的专用车，并得到了下游用户的良好评价。,由河南骏通车辆有限公司为上汽依维柯红岩商用车有限公司改装的北京车展参展车辆，全部使用高强钢产品。,与高强度钢的应用、轻量化技术的进展相对应的是板材成形方法的改进，滚压冷弯成形比冲压成形更适合高强度钢板的加工。,产品特点,960MPa级高强度耐磨热轧卷板,应用领域,适用于制造经受中等磨损的结构件，如混凝土、水泥、沙石等搅拌机械、运输车辆箱体、耐磨衬板等。,具有较高的耐磨性能和超高的强度，抗拉强度达到960MPa以上，钢基体硬度达到280HB。钢板使用过程中，表面受到沙石等击打后，发生微小变形，形成表面硬化层，表面硬度可上升到340HB，而钢板心部仍保持较好的韧性。钢板可90冷弯、中等拘束条件下可常温焊接。,黑皮钢产品,为青岛一汽开发黑皮钢（免酸洗钢）汽车用钢产品；经过三个月的6轮试验，得到了厂家的认可；四氧化三铁所占比例高，手摸后不掉粉。,为美国最大的悬架系统供应商瀚瑞森公司进行了高强度钢供货；橡胶悬挂车桥可为每台重卡减重400-500公斤；目前瀚瑞森已与中国重汽、上汽红岩、一汽解放、东风公司等用户达成了项目合作意向；,橡胶悬挂车桥,产品特点,750MPa级高强度耐磨热轧卷板T750GJ,具有高的耐磨性能和高的强度，抗拉强度达到750MPa以上，钢基体硬度达到260HB。,应用领域,适用于制造经受轻微冲击、一般磨损的结构件，如混凝土、水泥、沙石等搅拌机械、运输车辆箱体、耐磨衬板等。,化学成分,力学性能,太钢已有50余年不锈钢生产历史，同时引进了世界上最先进的不锈钢生产装备，上图为全国最大的油箱生产企业长春汽车油箱有限责任公司采用太钢不锈钢生产的油箱。,不锈钢油箱,中央领导人国庆检阅车使用太钢不锈钢油箱,不锈钢与铝合金油箱对比,撞击后的铝合金油箱,不锈钢油箱,铝合金油箱：重量轻强度小容易变形、破损安全性低,不锈钢油箱：强度高回弹性好安全性高,使用高强度汽车用钢典型事例,用户找到厂家购买高强度车厢替