D0I:10.13374/j.issm1001-053x.1999.01.007 第21卷第4期 北京科技大学学报 Vol.21 No.4 1999年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1999 热轧冲压桥壳用钢板的研制开发 初元璋祁鹏狄丽华 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要通过对不同化学成分的试验用钢进行不同热轧工艺、终轧温度和卷取温度的试验研 究，分析了化学成分、工艺参数、金相组织对桥壳钢性能的影响：确定了化学成分及符合武钢生 产条件的工艺制度：在此基础上研制开发了440MP阳级热轧冲压桥壳专用钢板. 关键词桥壳钢；化学成分；热轧工艺；性能 分类号TG355.11 桥壳是汽车行驶系统的主要构件之一，它 充分考虑武钢现有设备的能力，以及研制、生产 支承车架及车架以后的各总成重量，同时它保 的经济性和技术上的可行与方便.汽车桥壳用 护传动系统中的各部件.在使用方面，桥壳的形 热轧钢板，厚度大都在4~10mm,可以以大梁 状及其结构特点决定了桥壳件对其所用材料要 钢和16Mn钢系为基础进行成分设计，通过适 求强度高，冷弯及拉延成形性好并具有优良的 当的控轧控冷工艺，获得细小均匀的铁素体组 焊接性能.目前，已有日本的SAPH440、SHP45、 织，从而具有较高的强度和较好的成形性能.针 GW3300等，德国的TL-VW1114Ti、TL-VW 对武钢现有设备的能力，成分设计时应考患使 1128、TL-VW1206、TL-VW1490等桥壳专用钢 材料在较高的终轧温度和卷取温度下（即较小 牌号：而国内桥壳专用钢种尚属空白，桥壳制造 的变形抗力下)获得合格的组织和性能.综上所 多采用铸造方式或用大梁钢等替代.铸造桥壳 述，桥壳钢的成分设计应遵循以下原则： 重量大，较为笨重：冲压桥壳厚度小，重量轻，是 ①最终组织为细小均匀的铁素体组织，同 发展的方向.用大梁钢替代存在着成形性能差、 时为保证成形性能，铁素体晶粒不能过于细小； 废品率高、产品质量不稳定等问题.因此，开发 ②为降低研制和生产成本，可以以16Mn或 热轧冲压桥壳专用钢被列为国家“九五”科技攻 大梁钢为基础，适当调整合金元素成分，获得所 关项目，以满足我国汽车工业发展的需求.本文 需的性能： 结合武钢生产实际条件，对桥壳钢的化学成分、 ③尽可能地降低C含量，这有利于提高韧 热轧工艺和成形性能进行了研究. 性和焊接性能，提高相变温度，降低轧制、卷取 及后序加工过程中的变形抗力，同时又可以改 1桥壳钢的成分设计 善成形性能； 冲压桥壳是由钢板冲压成形后，再经焊接、 ④添加适量的Si,Mn元素，这对提高韧性和 整形而成，在使用过程它要承受车架及车架以 焊接性能有利，同时又可改善强度： 后的总成重量.因此，桥壳用钢应具备强度高、 ⑤适量加入Nb,Ti等微合金元素，产生析 冷弯及拉延成形性能好的特点，并具有优良的 出强化作用，并有利于通过控轧控冷工艺控制 焊接性能.对桥壳钢性能的要求如下：h=410 铁素体晶粒大小， 基于上述原则，设计了C-Si-Mn钢和含Nb mm,a,≥295MPa,①.≥440MPa,d≥25%. 由于桥壳内部装有主减速器、差速器及驱 钢，具体成分如表1所示，并进行对比性试验研 动车轮的传动装置（如半轴），需要桥壳冲压后 究. 表」桥壳钢各元素的质量分数 的形状固定性很好，因此要求屈强比足够小， % 钢种 C Si Mn Nb Ti P S 进行成分设计时，在保证性能的前提下，应 C-Si-Mn钢0.070.291.33 -0.0100.0170.006 1998-12-08收稿初元璋男，52岁，副教授 含Nb钢0.700.200.550.0250.0090.0170.006 ◆国家‘九五'攻关项目(N0.95-527-01-02-02-02-A06)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 小 、 热轧冲压桥壳用钢板的研制开发 初元璋 祁 鹏 狄丽 华 北京科技大学材料科学与工程学院 ， 北京 摘 要 通过 对不 同化学成 分的试验用钢 进行不 同热轧工 艺 、 终轧温度和卷取温度的试验研 究 ，分析 了化学成 分 、 工 艺参数 、 金相组织对桥壳钢性能的影响 确定 了化学成 分及 符合 武钢 生 产条件的工 艺制度 在 此基础上研制开发 了 级热 轧冲压 桥壳专用钢板 关键词 桥 壳钢 化学成分 热 轧工 艺 性 能 分 类号 桥壳是汽 车行驶 系统 的主 要 构件之 一 ， 它 支承车 架及车 架 以后 的各 总成重 量 ， 同时它 保 护传动系统 中的各部件 在使用方面 ， 桥壳的形 状及其 结构特 点 决定 了桥 壳件对 其所用 材料 要 求强度 高 ， 冷弯及 拉延 成 形性好 并具 有优 良的 焊 接性 能 目前 ， 己有 日本 的 、 、 等 ， 德 国 的 一 、 一 、 一 、 一 等桥壳专用钢 牌号 而 国 内桥壳专用 钢 种 尚属 空 白 ， 桥 壳制造 多采用 铸造 方式或 用大梁钢 等替代 铸造桥壳 重量 大 ， 较 为笨重 冲压 桥壳厚度小 ， 重量 轻 ， 是 发展 的方 向 用 大梁钢 替代存在着成形性 能差 、 废 品 率 高 、 产 品质量 不稳 定等 问题 因此 ， 开 发 热轧冲压 桥壳专用钢 被 列为 国家 “ 九五 ” 科技攻 关项 目 ， 以满足我 国汽车 工 业发展 的需求 本文 结合武钢 生产 实际条件 ， 对桥壳钢 的化学成 分 、 热 轧 工 艺 和 成 形 性 能 进行 了研 究 桥壳钢 的成分设计 冲压桥壳是 由钢 板 冲 压 成 形 后 ， 再 经 焊接 、 整 形 而 成 ， 在 使用 过 程 它 要 承 受 车 架及 车架 以 后 的总 成 重 量 因此 ， 桥 壳用 钢 应 具 备 强 度 高 、 冷弯及 拉 延 成形 性 能好 的特 点 ， 并 具 有优 良的 焊接 性 能 对 桥 壳钢 性 能 的要 求 如 下 小 以，氏 全 ，饥 七 ， 民七 由于 桥 壳 内部装 有 主 减速器 、 差 速器 及 驱 动 车 轮 的传 动 装 置 如 半 轴 ， 需 要桥 壳冲压 后 的形 状 固定性很好 ， 因 此 要 求屈 强 比足 够 小 进行成 分 设计 时 ， 在 保证性 能 的前提 下 ， 应 一 一 收稿 初元璋 男 ， 岁 ， 副教授 国家 ‘ 九五 ’ 攻关项 目 一 一 一 一 · 一 充分 考虑 武钢 现 有设 备 的能力 ， 以及研制 、 生产 的经 济性 和 技 术上 的可 行 与方便 汽 车桥 壳用 热 轧钢 板 ， 厚度大都在 ， 可 以 以大梁 钢 和 钢 系为基 础 进行成 分设计 ， 通 过适 当的控 轧控冷工 艺 ， 获得细 小均匀 的铁 素体组 织 ， 从而 具 有较高的强 度和 较好 的成形性能 针 对 武钢 现 有 设 备 的能 力 ， 成分 设 计 时应 考 虑使 材料在较 高的终轧温度和 卷 取 温 度下 即较小 的变形 抗 力下 获得 合格 的组 织和 性 能 综 上所 述 ， 桥 壳钢 的成 分 设计 应遵循 以下 原 则 ①最 终组 织 为细 小均匀 的铁素体组 织 ， 同 时 为保 证 成形 性 能 ， 铁素 体 晶粒不 能过 于 细 小 ②为降低研制和 生产成本 ， 可 以以 或 大梁钢 为基础 ， 适 当调 整 合金 元素成分 ， 获得所 需 的性 能 ③尽 可 能地 降低 含量 ， 这 有利 于 提 高韧 性 和 焊 接 性 能 ， 提 高相 变温 度 ， 降低 轧 制 、 卷取 及 后 序加 工 过程 中的变形 抗力 ， 同 时又 可 以改 善 成 形 性 能 ④添 加适量 的 ， 元 素 ， 这对提高韧 性和 焊接性 能有利 ， 同时又 可 改善强度 ⑤适量 加 入 ， 等 微 合 金 元 素 ， 产 生 析 出强 化 作用 ， 并有利于 通 过 控轧 控冷 工 艺控制 铁 素体 晶粒 大 小 基 于 上 述 原 则 ， 设 计 了 一 一 钢 和 含 钢 ， 具体成分 如表 所 示 ， 并进行对 比性试验研 究 表 桥壳钢各元素的质且分数 钢种 一 一 钢 一 含 钢 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．04．007