分享：汽车用冷轧低合金高强钢的生产过程能力分析 时间: 2024-07-19 08:00:36 |   作者: 产品中心

  及屈强比、良好的成形及焊接性能等特点，比碳素结构钢具有更高的屈服强度，而较等先进高强钢具有更低的成本，因此备受市场青睐，广泛应用于汽车、家电、建筑等行业的结构件中，其中在汽车轻量化应用中最为突出，特别是在国产自主品牌汽车和新能源汽车快速发展下，高性价比（低成本高性能）的冷轧低合金高强钢发挥着重要的作用。

  汽车用HSLA钢是在低碳钢中添加Nb、Ti等微合金元素，利用细晶强化、析出强化等强化机理，提高其屈服强度、屈强比，同时兼备良好的抗变形能力。260~420 MPa级别HSLA钢的牌号为HC260LA、HC300LA、HC340LA、HC380LA、HC420LA等，其中HC340LA与HC420LA市场最常见，广泛应用于汽车的A柱上部加强件、内侧B柱、车门槛加长件、左右纵梁外板和底盘座椅部件等领域，发展前景广阔。

  结合HSLA钢种成分特点，对C、P、S、N等元素的控制与钢水的洁净度要求，以及LF与RH精炼设备能力，同时考虑经济高效性，对不同强度级别的HSLA钢采取不同的工艺路线LA牌号：KR脱硫→转炉冶炼

  层流冷却→卷取→平整（根据需要）→热卷检验→酸轧→连退→重卷/拉矫（根据需要）→冷卷检验→包装→入库。

  Nb不加Ti为主要思路，保证各强度级别的性能要求，HSLA主要钢种成分设计如表1所示。

  退火温度的提高，含Nb析出物粗大化，降低了析出强化效果，对屈服强度效果影响明显。冷轧过程中产生大量的变形组织，在热处理过程中，铁素体经过回复并在形变带发生形核再结晶和晶粒长大。随着冷轧压下率增大，晶粒拉长使晶界面增加、晶格畸变程度增大，变形晶格间储存的能量增大，晶格间及晶界上的变形缺陷增多。轧制过程中材料承受的轧制力越大，要求轧机的负荷能力越高。退火是晶粒再结晶的过程，随着退火温度的升高或保温时间的延长，相同厚度规格钢的晶粒尺寸明显增大，主要是因为随着温度升高，晶粒长大速率增大，从而导致强度下降；另外随着退火速度的提高，γ→P相变过冷度增加，使得奥氏体分解珠光体形核加速且共析反应温度降低，根据相变动力学和热力学原理，这将导致先共析铁素体含量减少，珠光体转变量增加。通过对HSLA钢的热轧、冷轧及连续退火工序的关键工艺参数进行优化，形成标准化工艺控制参数，如表2所示。

  Cpk在判定钢种力学性能稳定性方面是一种有效手段，能够用量化的数据说明其稳定程度，对于汽车厂和钢厂都具有很重要的意义。Cpk是指工序过程能力指数，其值越高，则产品质量特性值的分散就会越小，表明生产越稳定。通过对工业化生产的HSLA主要钢种HC260LA、HC340LA与HC420LA，随机取100组力学性能实绩值，采用Minitab软件行数据分析处理，分别对其屈服强度、抗拉强度、断后延伸率A80的进行过程能力图分析，如图1所示。

  从图1的生产过程能力图看，HC260LA、HC340LA与HC420LA的力学性能过程能力较好，屈服强度、抗拉强度、断后延伸率

  A80的过程能力指数Cpk值统计如表4所示，其中HC420LA屈服强度由于用户需求采用偏下限值的控制模式，其Cpk较低，仅为1.11，其余牌号及指标的Cpk值均大于1.33，说明过程能力稳定，数据波动小，可更好满足汽车主机厂的加工要求，避免了因性能波动调节冲压模具参数而造成的废品率与生产节奏影响，提高了用户满意度。