การจำแนกประเภทและการแนะนำแผ่นเหล็กสำหรับรถยนต์

ส่วนประกอบที่ประกอบเป็นตัวถังรถแบ่งออกเป็นส่วนประกอบแผง ส่วนประกอบโครงสร้าง ส่วนประกอบวิ่ง และส่วนประกอบเสริมแรง ส่วนประกอบเหล่านี้สอดคล้องกับข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกันและมีประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบแผงต้องการเพลตที่มีการขึ้นรูปที่ดี ความแข็งแรง ความสามารถในการขยาย ความต้านทานการบุบ ความต้านทานการกัดกร่อน ฯลฯ ส่วนประกอบโครงสร้างต้องการให้เพลตที่มีการขึ้นรูปที่ดี ความแข็งแรง ความสามารถในการดูดซับพลังงานการชน ความทนทานต่อความเมื่อยล้า และความต้านทานการกัดกร่อน , ความสามารถในการเชื่อม; ชิ้นส่วนที่เดินได้ต้องมีการขึ้นรูปที่ดี ความแข็งแกร่ง ความทนทานต่อความเมื่อยล้า ความต้านทานการกัดกร่อน และความสามารถในการเชื่อม และความสามารถในการดูดซับพลังงานจากการชนที่ยอดเยี่ยมและความสามารถในการเชื่อมถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่มีการเสริมแรง

แม้ว่าความต้องการของตลาดในการลดน้ำหนักของรถยนต์จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากความต้องการด้านความแข็งแกร่งของรถยนต์และการพิจารณาด้านความปลอดภัยสำหรับผู้ขับขี่และผู้โดยสาร แผ่นเหล็กยังคงถูกนำมาใช้ในชิ้นส่วนโครงสร้างและแผงบางส่วนของรถยนต์กระแสหลัก เหล็กแผ่นสำหรับรถยนต์แบ่งออกเป็นเหล็กแผ่นรีดร้อน เหล็กแผ่นรีดเย็น และเหล็กแผ่นเคลือบตามลักษณะกระบวนการผลิต จากมุมมองด้านความแข็งแกร่ง พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็น: แผ่นเหล็กธรรมดา (แผ่นเหล็กอ่อน), แผ่นเหล็กความแข็งแรงสูงโลหะผสมต่ำ (HSLA), แผ่นเหล็กความแข็งแรงสูงธรรมดา (แผ่นเหล็กความแข็งแรงสูง) ความแข็งแกร่งของเหล็ก IF เหล็ก BH เหล็กที่มีฟอสฟอรัส และเหล็ก IS ฯลฯ) และแผ่นเหล็กความแข็งแรงสูงขั้นสูง (AHSS) เป็นต้น

1. แผ่นเหล็กธรรมดา

แผ่นเหล็กธรรมดาหมายถึงปริมาณคาร์บอนระหว่าง {01-0.1% โดยทั่วไปความแข็งแรงจะตรงตามข้อกำหนดที่ Rp0.2 น้อยกว่าหรือเท่ากับ 250MPa, Rm ระหว่าง {{6} }MPa และการยืดตัวถึงมากกว่า 30% เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแข็งแรงทั่วไป โดยทั่วไปความต้องการด้านความแข็งแกร่งไม่สูงนัก ชิ้นส่วนมีคุณภาพสูงสุด เช่น St12, St13, St14 และรุ่นอื่นๆ

2. แผ่นเหล็ก IF ความแข็งแรงสูง

บนพื้นฐานของเหล็ก IF จะมีการเพิ่มองค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งประเภทต่างๆ (เช่น องค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายของแข็ง P, Mn, Si) และการควบคุมกระบวนการรีดที่เหมาะสม (ผ่านการรีดร้อนที่อุณหภูมิต่ำและการลดลงอย่างมากและการระบายความร้อนแบบเร่งทันทีหลังการรีด) จะถูกเพิ่มเข้าไป เพื่อให้ได้เฟอร์ไรต์เนื้อละเอียด รวมถึงอัตราการรีดเย็นและการอบอ่อนที่อุณหภูมิสูงที่มีอัตราการรีดักชั่นสูง เพื่อให้ได้เนื้อสัมผัสที่ต้องการและความสามารถในการขึ้นรูปสูง) เพื่อให้เหล็กมีความแข็งแรงสูงในขณะเดียวกันก็รับประกันความเป็นพลาสติกและประสิทธิภาพการปั๊มที่ดี ตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของชิ้นส่วนปั๊มขึ้นรูปรถยนต์ที่มีรูปร่างซับซ้อน

3. แผ่นเหล็กความแข็งแรงสูงผสมต่ำ

เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงผสมต่ำได้รับการพัฒนาโดยใช้เหล็กโครงสร้างคาร์บอน โดยเติม Mn, Si ในปริมาณเล็กน้อย และปริมาณเล็กน้อยของ Nb, V, Ti, Al และองค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ ความแข็งแรงของผลผลิตเกิน 275MPa ซึ่งเป็นเหล็กโครงสร้างทางวิศวกรรมประเภทหนึ่ง โลหะผสมที่เรียกว่าต่ำหมายความว่าปริมาณรวมขององค์ประกอบโลหะผสมในเหล็กไม่เกิน 3% หลักการพัฒนาเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่มีโลหะผสมต่ำคือการใช้องค์ประกอบของโลหะผสมให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการใช้งานที่น่าพึงพอใจและต้นทุนต่ำ

คุณสมบัติหลัก: อัตราส่วนผลผลิตต่อความแข็งแกร่งสูง ระดับความแรงสามารถแบ่งออกเป็น 260, 300, 340, 380 และ 420, 460, 500MPa ตามความแข็งแรงของผลผลิต เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงผสมต่ำส่วนใหญ่จะใช้สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างรถยนต์และชิ้นส่วนเสริมแรง และส่วนใหญ่จะใช้ในรุ่นซีรีส์ยุโรป เช่น Q345 และ Q390

หลักการผสมของเหล็กกล้ากำลังสูงโลหะผสมต่ำส่วนใหญ่ใช้การเสริมปริมาตรของแข็ง การเสริมความแข็งแกร่งของเมล็ดละเอียด และการเสริมการตกตะกอนที่เกิดจากองค์ประกอบการผสมเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็ก ในเวลาเดียวกัน การเสริมความแข็งแรงของเกรนละเอียดจะถูกนำมาใช้เพื่อลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านแบบเหนียวและเปราะของเหล็ก เพื่อชดเชยผลกระทบของเหล็ก การเสริมแรงของการตกตะกอนของไนไตรด์คาร์บอนปานกลางมีผลกระทบเชิงลบจากการเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านจากยากไปเปราะของเหล็ก ทำให้เหล็กสามารถรักษาคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำได้ดีในขณะที่ได้รับความแข็งแรงสูง
มาตรฐานประสิทธิภาพสำหรับเกรดตัวแทนของเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงผสมต่ำ

4.อบแผ่นเหล็กชุบแข็ง (เหล็ก BH)

เหล็กอบแข็งมีทั้งความแข็งแรงและขึ้นรูปได้สูง ความแข็งแรงของชิ้นส่วนสุดท้ายได้มาจากการชุบแข็งในระหว่างการตัดเฉือนและปรากฏการณ์การเสื่อมสภาพในระหว่างกระบวนการพ่นสี รวมถึงแผ่นเหล็กอบแข็ง IF และแผ่นเหล็กอบชุบคาร์บอนต่ำ ส่วนใหญ่จะเน้นที่บอร์ดแบบอบแข็ง IF ในรุ่นต่างๆ เช่น H180 และ H260 ลักษณะเฉพาะคือแผ่นเหล็กมีความแข็งแรงของผลผลิตต่ำก่อนการปั๊ม และความแข็งแรงของผลผลิตของแผ่นเหล็กจะเพิ่มขึ้นผ่านกระบวนการพ่นสีและการอบหลังจากการปั๊ม

แม้ว่าเหล็ก BH จะมีคุณสมบัติในการชุบแข็งด้วยการอบที่ดี แต่ก็ต้องแน่ใจว่าเหล็กไม่เสื่อมสภาพที่อุณหภูมิห้องภายในระยะเวลาหนึ่ง โดยปกติจะแสดงโดย AI ดัชนีความชรา หากค่า AI น้อยกว่า 30MPa ถือว่าแผ่นเหล็กไม่ปรากฏภายใน 3 เดือน ความชราตามธรรมชาติ เหล็ก BH สามารถปรับปรุงความต้านทานการบุ๋มของแผ่นเหล็กได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อความเสถียรของรูปร่างของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป ดังนั้นจึงเหมาะมากสำหรับการผลิตแผงภายนอกรถยนต์
มาตรฐานการปฏิบัติงานสำหรับเกรดตัวแทนของเหล็กชุบแข็งอบ
รูปภาพ

5. เหล็กสองเฟส (เรียกสั้น ๆ ว่า DP)

เหล็ก DP เป็นเหล็กต้นทุนต่ำที่มี Si และ Mn เป็นส่วนประกอบโลหะผสมหลัก ในกระบวนการอบอ่อนอย่างต่อเนื่อง โซนสองเฟสของเฟอร์ไรต์ + ออสเทนไนต์จะถูกให้ความร้อนที่ระดับ 760-830 ก่อน เพื่อทำให้โครงสร้างมีสัดส่วนเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ตามสัดส่วนที่แน่นอน ในเวลานี้ เหล็กจะถูกดับให้ต่ำกว่าจุดมาร์เทนไซต์ และออสเทนไนต์จะเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "โครงสร้างเฟสคู่" เมทริกซ์ของเหล็ก DP นั้นเป็นเฟอร์ไรต์อ่อน โดยมีมาร์เทนไซต์แข็งกระจายอยู่ ทั้งสองเป็นตัวกำหนดความแข็งแรงของผลผลิตต่ำและความต้านทานแรงดึงสูงของวัสดุตามลำดับ

เหล็ก DP มีอัตราการแข็งตัวของงานเริ่มแรกสูงกว่าเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงแบบดั้งเดิม ดังนั้นจึงมีอัตราส่วนผลผลิตต่อความแข็งแรงต่ำมาก และสามารถยืดตัวได้ดี เหล็ก DP มี C มากกว่าในสารละลายของแข็ง ดังนั้นจึงเป็นเหล็กชุบแข็งด้วยอบด้วย หลังจากการอบและทาสี ความแข็งแรงของผลผลิตจะเพิ่มขึ้นประมาณ 100MPa ตัวอย่างเช่น รุ่นตัวแทนคือ DP590 และ DP780

เหล็ก DP มีความแข็งแรงสูงกว่าเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงทั่วไปในระหว่างการเปลี่ยนรูปด้วยความเร็วสูงในการชนของยานพาหนะ ดังนั้นจึงมีความสามารถในการดูดซับพลังงานกระแทกได้มากขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงความปลอดภัยของยานพาหนะ โครงสร้างหลักคือเฟอร์ไรต์และมาร์เทนไซต์ ซึ่งมีปริมาณมาร์เทนไซต์อยู่ที่ 5% ถึง 50% เมื่อปริมาณมาร์เทนไซต์เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง และช่วงความแข็งแกร่งคือ 500 ถึง 1200MPa

เหล็กสองเฟสยังมีลักษณะของอัตราส่วนผลผลิตต่ำ ดัชนีการชุบแข็งในงานสูง ประสิทธิภาพการชุบแข็งแบบอบสูง ไม่มีการขยายผลผลิต และการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิห้อง โดยทั่วไปใช้สำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ที่ต้องการความแข็งแรงสูง การดูดซับพลังงานป้องกันการชนกันสูง และข้อกำหนดการขึ้นรูปที่เข้มงวด เช่น ล้อ กันชน ระบบกันสะเทือน และการเสริมแรง เป็นต้น ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการขึ้นรูปและการขึ้นรูปเหล็ก เหล็ก DP จึงยังมี เริ่มใช้สำหรับชิ้นส่วนแผงภายในและภายนอกของรถยนต์

6. พลาสติกเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง (TRIP)

เหล็ก TRIP เป็นเหล็กประเภทหนึ่งที่ได้รับการพัฒนาเชิงพาณิชย์ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาเท่านั้น ส่วนประกอบหลักคือ C, Si และ Mn และรวมถึงผลิตภัณฑ์รีดร้อน รีดเย็น ชุบด้วยไฟฟ้า และชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน โครงสร้างหลัก ได้แก่ เฟอร์ไรต์ เบนไนต์ และออสเทนไนต์ที่คงสภาพ ซึ่งมีปริมาณออสเทนไนต์ที่คงเหลืออยู่ที่ 5% ถึง 15% และช่วงความแข็งแกร่งอยู่ที่ 600 ถึง 800MPa รุ่นตัวแทนเช่น: TR590, TR780

สาระสำคัญของการยืดตัวที่สูงของเหล็กกล้า TRIP คือการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากความเครียดของออสเทนไนต์ที่สะสมไว้ไปเป็นมาร์เทนไซต์ ในเวลาเดียวกัน การขยายตัวของปริมาตรที่เกิดจากการเปลี่ยนเฟสจะมาพร้อมกับดัชนีการแข็งตัวของงานในท้องถิ่นที่เพิ่มขึ้น ทำให้ยากต่อการเสียรูปที่จะกระจุกตัวอยู่ในพื้นที่ท้องถิ่น เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็ก DP ดัชนีการแข็งตัวของงานเริ่มต้นของเหล็ก TRIP จะน้อยกว่าของเหล็ก DP แต่ดัชนีการแข็งตัวของงานของเหล็ก TRIP ยังคงสูงในช่วงความเครียดที่ยาวนาน ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการประสิทธิภาพการปูดสูง
TRIP ตัวแทนเหล็กเกรดมาตรฐานประสิทธิภาพ

7. คอมเพล็กซ์เฟส (CP, มัลติเฟส)
โหมดการทำความเย็นของเหล็กกล้าหลายเฟสนั้นคล้ายคลึงกับเหล็กกล้า TRIP แต่จำเป็นต้องปรับองค์ประกอบทางเคมีเพื่อสร้างระยะการตกตะกอนของมาร์เทนไซต์และเบนไนต์ที่เสริมความแข็งแกร่ง โดยมีช่วงความแข็งแกร่ง 800 ถึง 1,000MPa ลักษณะโครงสร้างของมันคือเฟอร์ไรต์ละเอียดและมีเฟสแข็งในสัดส่วนสูง (มาร์เทนไซต์, เบนไนต์) ซึ่งได้รับการเสริมกำลังเพิ่มเติมโดยการเสริมกำลังการตกตะกอน ประกอบด้วย Nb, Ti และองค์ประกอบอื่นๆ และมีความสามารถในการดูดซับพลังงานกระแทกสูง และประสิทธิภาพการขยายรูที่ดี เหมาะสำหรับชิ้นส่วนด้านความปลอดภัย เช่น คานกันกระแทกประตู กันชน และเสา B