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    厚壁不銹鋼管、厚壁管和厚壁鋼管的應用性能分析

    厚壁不銹鋼管具有高強度和高塑性。當強度為600兆帕時,延伸率可達30%以上,而雙相鋼(也是一種先進的汽車用鋼)達到這一強度時,延伸率僅為20%左右。因此,1990年,厚壁不銹鋼管被認為是最具應用前景的新一代汽車結構鋼。然而,在文獻中,這種鋼在先進汽車中的利用率僅為雙相鋼的1/20。這表明該鋼在生產和應用中可能存在一些問題,影響了其應用的推廣。為了探索這種異?,F象的原因并試圖解決它,作者和他的合作者在熱力學和動力學的幫助下進行了以下工作。

    早期厚壁不銹鋼管的成分一般為碳0.2%,錳1.5%,硅1.5%。高錳含量有利于保持奧氏體不銹鋼管的穩定性,而奧氏體的穩定性是保持相變塑性的最重要因素。極高的硅含量可以有效地提高滲碳體中碳的活度系數,抑制滲碳體的析出、溫州不銹鋼管奧氏體中碳含量的降低以及隨之而來的冷卻過程穩定性的降低和過時效過程中的貝氏體轉變。在上述成分條件下,在現代連續退火生產線上順利生產厚壁不銹鋼管并不困難。然而,這種厚壁鋼管中的大量硅容易與退火爐氣氛中的氧氣反應,生成二氧化硅,二氧化硅附著在鋼板表面,形成所謂的“紅銹”,從而使熱鍍鋅變得困難。然而,現代汽車板通常要求在鍍鋅后使用。因此,不能熱浸鍍鋅是上述厚壁不銹鋼管的一個重要缺點。另一方面,厚壁鋼管碳當量高,焊接性差,焊接性是汽車結構件必備的應用性能??赡苷怯捎谶@兩個原因,厚壁不銹鋼管在當今汽車上的應用遠不如其強塑性雙相鋼。

    為了解決電鍍問題,邁耶等人首先研究了用鋁代替硅生產厚壁不銹鋼管,并在阿賽羅集團和蒂森集團成功生產。本文作者和文獻作者De  Cooman等人討論了用鋁代替硅的熱力學和動力學機理。然而,這種鋼中有高達1%的鋁。薄板坯連鑄過程中應注意的問題。如果在錯誤的操作時間鋁含量過高,將會產生大量的氧化鋁,并且厚壁鋼管中的夾雜物很容易導致噴嘴堵塞。因此,鍍鋅厚壁不銹鋼管可以用另一種方式設計和生產。此外,厚壁管的高碳當量是焊接性差的原因。因此,在設計新型厚壁不銹鋼管時,必須降低錳和硅含量,必要時還必須降低碳含量。

    在元素周期表中,鋁、硅和磷位于同一時期的不銹鋼管廠家第3、4和5主族,具有相似的電子結構和性質。因此,除了用鋁代替硅,磷也應該是合理的。在第二章的第三節(合金元素對厚壁不銹鋼管性能的影響)中,對熱力學和動力學進行了詳細的估算。據信,在厚壁不銹鋼管中適當添加磷不會導致回火脆化,但它具有穩定奧氏體和防止滲碳體沉淀的功能,這里不再重復。

    與早期厚壁不銹鋼管的成分相比:碳~ 0.2%,錳~ 1.5%,硅~ 1.5%,開發的厚壁不銹鋼管的成分初步設定為(見第二章,第三節):碳=0.15%,錳=1.6%,硅=0.3%,磷=0.07%。


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