近日高品质特殊钢国家重点实验室先进凝固中心与青岛钢铁公司合作开发的30BF高强塑非调质伞骨钢研制成功,并于2015年5月6日通过青岛钢铁公司组织的项目结项认证,实现了高品级伞骨钢的国产化生产。
铁素体-珠光体(索氏体)型高强度微合金钢具有节能、环保等特点,符合钢铁工业可持续发展的要求,因而有“绿色钢材”之称,但强度有余、韧性不足是其研发时面临的棘手难题。用于制作汽车雨刷的高品级伞骨钢是典型的高强塑微合金钢,日本新日铁公司采用铅浴热处理的路线生产,而能否用非调质工艺开发强塑性俱佳的微合金钢是困扰钢铁企业的难题。
从伞骨钢筋制成U型汽车雨刷的伞槽,历经复杂的加工历程:由直径5.5 mm的盘圆拉拔为直径0.25mm的半成品,经历热处理、盐酸洗、磷化、皂化工艺后,冷轧成为 7×0.38 mm2的扁钢带,再结晶退火之后,冷轧成槽型,后序还要经历电加热、淬火、回火、定尺、表面处理等工艺。苛刻而复杂的加工过程,特别是拉拔、冷轧、冷弯成槽工艺,要求伞骨钢必须具有良好的强度、塑性指标,同时还要严格控制夹杂物的大小、形态、分布,钢筋外表面不得有裂纹、折叠、结疤、划痕、擦伤、麻点、分层、发纹等缺陷。
项目负责人,高品质特殊钢国家重点实验室东方学者付建勋教授提出了氧化冶金与TMCP工艺相结合的开发路线,在优化合金成分的同时创新轧制及线热处理工艺。参考SWRCH35K冷镦钢及日本新日铁ASBo33F钢的成分及性能特点,通过热力学计算及相图分析,研究Ti-Al-O, Ti-Al-B-O, Si-Mn-Ti-O等体系下夹杂物的形成条件;通过实验室冶炼,探索向钢液中加入硼、钛的最佳添加量和时机,摸索氧化物冶金对晶粒细化效果;借助Gleeble热力模拟实验摸索材料的高温物性参数,寻找控轧控冷及在线热处理工艺关键参数。课题组成员与青岛钢铁公司的生产技术人员通力合作,历经三次工业试生产,不断优化工艺参数,终于研发出具有自主产权的在线热处理工艺,实现了与铅浴热处理相近的效果。
(先进凝固中心供稿)