近年來,隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS)比雙相鋼和相變感生塑性鋼在汽車減重方面更有潛力。德國蒂森克虜伯的研究人員進(jìn)行的相關(guān)研究表明,鋼板表面與退火氣氛之間的相互反應(yīng)應(yīng)該被看作是不均勻的氣相與金屬相之間的反應(yīng),外部氧化層的形成可能造成將來導(dǎo)致主要質(zhì)量問題的“裸區(qū)”。退火爐的露點(diǎn)會對活動性很強(qiáng)的“潤濕區(qū)”產(chǎn)生顯著的影響。為了使AHSS的“潤濕性”像雙相鋼和相變感生塑性鋼那樣提高,可以通過往退火爐中導(dǎo)入水蒸氣或采取提前預(yù)氧化來提高AHSS鋼板的表面活性。
試驗(yàn)研究用鋼板的化學(xué)成分對比見下表(wt%):
試驗(yàn)鋼種 |
C |
Mn |
Si |
Al |
Cr |
Mo |
CMnCr-DP |
0.069 |
1.40 |
0.12 |
0.03 |
0.49 |
0.01 |
CMnAlCr-DP |
0.12 |
1.75 |
0.10 |
1.30 |
0.5 |
0.1 |
CMnAl-TRIP |
0.22 |
1.75 |
0.10 |
1.55 |
0.1 |
0.1 |
CMnSi-TRIP |
0.16 |
1.60 |
1.60 |
0.05 |
0.06 |
0.01 |
高強(qiáng)CMnCr-DP |
0.15 |
1.85 |
0.25 |
0.7 |
0.7 |
- |
退火溫度和合金化方案是影響AHSS鋼板亞穩(wěn)退火過程中相分布的主要因素。對選擇性氧化對先進(jìn)高強(qiáng)度鋼亞表面相變溫度影響的研究表明,亞表面的狀態(tài)與亞穩(wěn)退火期間的大不相同。由于選擇性氧化的擴(kuò)散過程以及脫碳均受到爐子露點(diǎn)的控制,因此,與二相化學(xué)成分(α/γ-Fe)有關(guān)的表面和亞表面組分會發(fā)生戲劇性的改變,并且這種改變?nèi)Q于爐中的露點(diǎn)情況。
許多研究表明,合金化元素的擴(kuò)散系數(shù)取決于基材的組成成分,在亞穩(wěn)退火中,擴(kuò)散發(fā)生在鐵素體和奧氏體基材的內(nèi)部。由于擴(kuò)散過程和氣體與金屬間的反應(yīng)是恒定發(fā)生的,因此脫碳和選擇性氧化也同時發(fā)生,從而使得亞表面能穩(wěn)定地達(dá)到其組分。為了對AHSS的選擇性氧化進(jìn)行模擬,必須將亞表面組分的這種連續(xù)變化過程也考慮在內(nèi)。
由于目前還只是部分了解相關(guān)的數(shù)據(jù)和參數(shù),因此,對于工業(yè)化生產(chǎn)AHSS的廠商來說,必須掌握有關(guān)選擇性氧化的比試驗(yàn)研究更多的數(shù)據(jù)。因此建立計算機(jī)數(shù)據(jù)庫模型來模擬退火工藝對于優(yōu)化實(shí)時工藝就顯得非常有意義。(余冶)