[00129054]高强度轻量化汽车专用钢开发与加工应用技术集成

随着我国经济的快速发展,依赖公路运输的物流行业迅速成长,对能源消耗,道路安全、环境造成均起到十分重要的影响。我国的汽车油耗占石油年消耗总量的一半左右,而汽车油耗的49.2%是被只占汽车总量13.9%的中、重型商用车（＞3.5吨）消耗掉的,因此商用车的轻量化势在必行,也是实施国家节能减排战略的紧迫需要,因而也成为当前汽车工业亟待解决的问题。 汽车轻量化是新材料开发、零部件加工制造、结构优化设计三者的集成应用效果,其中车身结构优化设计以及钢铁材料的高强化则是商用车实现有效减重的关键,二者对轻量化的贡献率可达到60%以上。然而怎样把新材料研究、零部件加工制造技术和车辆结构优化设计三者较好的结合起来是推动行业轻量化的困难中的难题。为此安钢与下游加工配送企业,终端企业一起进行了该方面的探索与应用研究。团队以解决高强度轻量化用钢生产与加工应用的关键问题为导向,联合大专院校、科研院所和下游终端用户合作,历经10余年的产学研销合作,研发了高强度轻量化汽车专用钢,提炼出用户加工配套应用技术,获得重大科技创新。 1)创新研发经济型高韧性800MPa级汽车大梁钢。选用经济合适的元素配比,严格控制钢水质量,采用直热装工艺,稳定精轧开轧温度与卷曲温度的配合,获得细小的针状铁素体和多边形铁素体,使得800MPa级汽车大梁钢-20℃的V型冲击值≥100J,满足下游用户冷加工,得到汽车钢结构件轻量化设计的广泛应用。 2)率先掌握不添加Mo、Ni、Cr等贵重合金的钛微合金强化低铌700Mpa级大梁钢性能稳定性的冶炼-轧制-缓冷系统联动控制技术。通过非RH精炼稳定控N、Ti含量、在炉时间联动坯料等待时间,加热温度联动坯料等待时间、CT温度联动N、Ti含量和在炉时间、轧后钢卷缓冷工艺等配合控制工艺大大降低了通卷和异卷性能波动90%以上比例小于50MPa和70MPa。10年累计销售超过140万,连续6年市场占有率第一,占领国内30-40%市场的份额。 3)首创机械法边部铣边、倒角的“镜面处理”技术。纵剪扁钢边部镜面化处理,铣去纵剪高强钢边部毛刺,从根本上解决了翼板的开裂和边部缺口效应带来的应力集中问题,极大的提高了零部件的使用寿命。 4)发明了机械压力差法矫直纵剪条板。利用外加静载荷使发生弯曲或扭曲变形的纵剪条板产生反向变形以达到校直的目的,提高了产品尺寸精度,使得条板直线度≤5mm/13m。 5)首创了分段拼接鹅颈挂车纵梁,前纵梁与后纵梁在鹅颈处分割通过拼接结构连接在一起,解决了工字梁腹板等离子、激光或剪切加工侧弯和翘曲问题,同时还简化了一体化大梁生产工艺和提高了生产效率。 项目完成后已获授权专利20项（其中发明专利5项,实用新型15项）,形成企业技术秘密2项,发表论文30篇。该项目成果已在全国多地专用车市场实现系列化应用,轻量化产品成功应用于陕汽重卡、北奔重卡、十堰驰田、深圳中集、扬州中集、中集华骏、中集东岳、山东锣响、山东九州汽、山西大运汽车、湖北大运汽车等国内知名的汽车生产厂家,显著降低了专用车自重,轻量化比例10-20%,顺应了世界汽车发展的潮流,符合国家节能减排战略的紧迫需要,引领并强力推动专用车轻量化行业进步与发展,使得2019年专用车车架轻量化用钢比例超过80%。2010年-2019年,高强度轻量化汽车用钢累计销售267万吨,其中600MPa级以上轻量化材料共计销售197.8万吨,占总量的74.08%。高强度轻量化汽车用钢多个产品获冶金行业“金杯优质产品”质量奖,其中AG700L荣获冶金行业“特优质量奖”,专用车轻量化系列材料获得安钢科学技术进步一等奖3项,“安阳汽车轻量化工程技术研究中心”获得中信科学技术发展奖-创新团队奖。项目成果2017年-2019年相比普通Q235B产品多产生51223.76万元效益。按照安钢2010-2019年销售700MPa级和600MPa级厢体用钢159.08万吨计算,可以节约使用钢材约681156吨,降低排放1157838kg的SO2、817260kg烟粉尘、4547.4kg氨氮、51516kg CO、1225890吨CO2、1171512 M3外排废水量。