在日本东京召开的低碳型R技术系统实证事业成果报告会上东京钢铁公司技术开发部围绕将废钢在汽车部件上高度利用技术的调查作了报告财年实际验证了以废钢为原料生产的MPa级电炉钢板具有与高炉流程生产的材料相同或更好的机械性能财年进行了电炉钢在汽车部件上的适用性评价以及对环境改善效果的估算并对电炉钢固有元素对钢材表面质量的影响进行了调查
电炉钢特有的残余元素对汽车特有品质要求表面质量的影响
一般而言电炉钢原料废钢中平均含有CuNiCrMo当残余元素以固溶状态存在于材料中时一般不会对机械性能产生影响该调查中的MPa级电炉试制材料也验证了这一推断人们通常担心Cu的脆化特性这是一种伴随着钢材表面在高温下氧化表层发生Cu浓缩的现象析出的Cu以液相状态浸润到结晶晶界从而导致材料表面脆化此外汽车涂装防锈一般通过化学覆膜的方式而当电化学中高价元素Cu覆盖在钢板表面时人们还担心是否会阻碍化学处理还有由于Fe易于被氧化而CuNi等不易被氧化被氧化的Fe与未被氧化的CuNi浓缩处凹凸变大
表面平滑且无内部氧化产生是理想的钢材表面状态通过对加速Cu浓化现象的加热炉粗轧精轧前的钢材表层进行详细调查发现并非如想象中因Cu含量大而导致平滑性变差而通过选择恰当的生产条件同样可获得等同于高炉流程制造的钢材表面状态此外还发现为提高强度而添加Si所导致的表面粗糙情况还可因Cu的添加而减轻
而在内部氧化层与基体铁的晶界处观察到CrMn变浓的情况这意味着内部氧化止于这些浓化层因此可以利用CrMn等作为控制内部氧化层深度的手段
在进入加热炉时以及粗轧时均未发现Cu对晶界的浸润因此可以认为只要合理设定生产条件就不会产生Cu脆化现象
普通高强等级MPa电炉钢实际应用于汽车部件的制造性评价以及残余元素对材料基本特性的影响度评价
分别试制了平均Cu含量材料上限Cu含量材料下限Cu含量电炉钢材料以及高炉流程生产的低Cu材料个钢种对Cu含量的影响做出评价结果表明抗拉强度屈服强度基本上与Cu含量的高低无关伴随着Cu含量的增加总延伸率延展性极限深冲比均与高炉流程生产材料相当而且扩孔率比高炉材料高约利用电炉钢特征Cu的固溶强化可生产出比高炉材料C含量更低且低珠光体比例的铁素体组织钢材且显示出不受卷取温度影响的稳定的特性
对Cu含量的TSMPa钢作为评价材料同时对用其实际制造的汽车零部件的制造性进行评价评价过程中选择了对塑性流动要求非常严格且伴随着板厚增减及延展同时在普通冲压范畴内成型难度最高的部件不仅成功成型且在裂纹缺陷产生部件形状尺寸部件断面观察得到的金属流动内部裂纹的评价中均与目前批量生产的高炉流程材料具有相同的水平确认批量生产也不会发生问题
未来电炉钢在汽车用钢方面的发展
综合财年业务开展结果发现通过选择恰当的生产条件即使Cu含量达到也不会造成脆化风险由于Si的原因引起表面粗糙时Cu的表面浓化现象还可对其进行控制在实际部件的评价中废钢中的Cu非但不是有害元素而恰恰是有利元素通过对废钢加以利用可减少钢材生产过程中的CO排放而且目前电炉钢正在逐渐满足作为汽车用钢板的综合性能
今后需构筑并固化即使Cu含量达到也能满足化学处理性疲劳特性点焊性等要求的技术目前正在逐步推进汽车以及零部件企业的对材料的认可同时以这些技术为基础和汽车企业共同谋求钢种的扩展
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