可節(jié)能的大型運(yùn)輸機(jī)械用高強(qiáng)鋼
船舶用高功能鋼材—YP460MPa級(jí)鋼。近年來(lái)，造船領(lǐng)域采用集裝箱遠(yuǎn)距離貨運(yùn)量不斷增加，促進(jìn)了集裝箱船的大型化快速發(fā)展。最近，已開(kāi)始建造超過(guò)15000TEU的巨型集裝箱船。因?yàn)榧b箱船的結(jié)構(gòu)是開(kāi)口大，艙口邊圍板和船底板等構(gòu)件使用高強(qiáng)度且壁厚材，使用YP390MPa級(jí)最大板厚65mm以上的鋼板。在大型集裝箱船中，可采用船體的輕量化和減少板厚來(lái)提高作業(yè)效率。因此，對(duì)高強(qiáng)鋼（YP460MPa級(jí)鋼）的需求日益提高。
在集裝箱船的高強(qiáng)度厚壁材的焊接中，采用高能效立焊法的二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊（EGW）。這種大線能量焊接存在焊接熱影響區(qū)（HAZ）組織易粗大化，焊接接頭部韌性易于劣化的問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，在進(jìn)一步改善加工熱處理和高度微合金化控制的大線能量焊接熱影響區(qū)韌性提高技術(shù)“JFEEWEL”的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了大線能量焊接接頭特性?xún)?yōu)良的YP460MPa級(jí)鋼，開(kāi)發(fā)鋼通過(guò)粗晶區(qū)寬度極小化和內(nèi)部組織的微細(xì)化達(dá)到HAZ優(yōu)良的韌性。
為了保證大型集裝箱船的安全性，JFE公司開(kāi)發(fā)了應(yīng)對(duì)船舶大型化大線能量焊接特性?xún)?yōu)越的YP460MPa級(jí)鋼，具有高止裂性的YP390MPa以上的鋼板。開(kāi)發(fā)的鋼板目前已應(yīng)用于實(shí)際船舶建造。
建筑機(jī)械和產(chǎn)業(yè)機(jī)械用高功能鋼材—JFEHYD960LE、JFE-HYD1100LE。為了應(yīng)對(duì)建筑和產(chǎn)業(yè)機(jī)械的大型化、使用環(huán)境的嚴(yán)酷化以及使用鋼材高強(qiáng)化、高韌性化的要求，JFE公司開(kāi)發(fā)了具有良好低溫韌性的建筑機(jī)械和產(chǎn)業(yè)機(jī)械用超高強(qiáng)度厚板“JFEHYD960LE”和“JFE-HYD1100LE”。該開(kāi)發(fā)鋼在材質(zhì)設(shè)計(jì)上采用由加工硬化奧氏體直接淬火處理的過(guò)冷奧氏體形變熱處理的同時(shí)，還采用了在線熱處理工藝（HOP）快速加熱回火，使有效晶粒微細(xì)化，產(chǎn)品特點(diǎn)是鋼材中的滲碳體均勻分散。通過(guò)這些組織控制，該開(kāi)發(fā)鋼顯示出良好的低溫韌性，抗延遲斷裂特性?xún)?yōu)越，同時(shí)，因低成分設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了良好的焊接性。HOP處理后形成的碳化物形態(tài)控制技術(shù)和材質(zhì)控制技術(shù)用于JFE-HITEN610U2、JFE-HITEN780LE等抗拉強(qiáng)度在600MPa以上的高強(qiáng)度HITEN系列鋼。
可節(jié)省資源和提高安全性的高功能鋼材
建筑用高功能鋼材—低YR550—780N/mm2級(jí)高強(qiáng)度鋼。隨著高層建筑物大型化和長(zhǎng)跨度化的需求增加，建筑結(jié)構(gòu)用鋼擴(kuò)大了高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用范圍。使用高強(qiáng)度鋼材可減少所需構(gòu)件的截面以減輕鋼材重量和焊接材料重量、減輕鋼架加工、搬運(yùn)以及建筑方的負(fù)荷，所以，構(gòu)件截面大的高層建筑宜采用高強(qiáng)度鋼材。
由于母材性能和焊接性、制造成本等的限制，現(xiàn)在主要采用抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)以下的鋼板。作為建筑結(jié)構(gòu)用鋼，因?yàn)榫哂辛己玫目拐鹦阅?，所以屈?qiáng)比低很重要。多數(shù)情況下鋼材的高強(qiáng)度化使屈服比上升，為此，在生產(chǎn)低590MPa級(jí)鋼板時(shí)，一般采用復(fù)雜的離線多段熱處理工藝。
JFE針對(duì)需要離線多段熱處理的低YR780MPa級(jí)鋼板運(yùn)用TMCP和感應(yīng)加熱型在線熱處理HOP工藝，由于鋼板顯微組織為貝氏體主體組織和微細(xì)島狀馬氏體的復(fù)合組織，作為建筑結(jié)構(gòu)用鋼，達(dá)到了優(yōu)越的母材力學(xué)性能和良好的焊接性以及焊接部位韌性。
管線鋼管用高功能鋼—高強(qiáng)度高應(yīng)變管線鋼管JFE-HIPER。管線鋪設(shè)地區(qū)向寒冷地域、地震地帶、深?；蛄蚧瘹錃怏w環(huán)境的嚴(yán)酷地區(qū)擴(kuò)展。地震地帶和不連續(xù)凍土地帶的管線，有時(shí)會(huì)發(fā)生地基變動(dòng)導(dǎo)致的大規(guī)模管線鋼管的塑性應(yīng)變，所以，在地震地帶和不連續(xù)凍土地帶管線鋪設(shè)將采用基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)的新設(shè)計(jì)方法，在這種設(shè)計(jì)中所用的管線鋼管要求抗高壓縮和拉伸應(yīng)變的高應(yīng)變性能。
高強(qiáng)度高應(yīng)變管線鋼管JFE-HIPER采用使硬質(zhì)M-A分散在貝氏體母相中的新的雙相組織控制技術(shù)生產(chǎn)。作為應(yīng)變性能的一個(gè)指標(biāo)有壓縮應(yīng)變時(shí)的限界壓曲變形，如果鋼管的形狀參數(shù)D/t（外徑和管壁厚之比）增加，壓曲變形降低。與傳統(tǒng)鋼相比，JFEHIPER具有高極限壓曲變形，如果是相同形狀的管線鋼管，安全性高于傳統(tǒng)鋼。而且，即使D/t增加也可獲得與管壁厚的傳統(tǒng)鋼管同樣的壓曲變形，管壁厚度的降低，可減少鋼材使用量。
JFE-HIPER不僅在日本國(guó)內(nèi)使用，而且以X65-X80級(jí)為主，在中國(guó)和北美作為陸地管線鋼管運(yùn)用也已超過(guò)2萬(wàn)噸。今后可期待向地震地帶、東西伯利亞等項(xiàng)目擴(kuò)大應(yīng)用。
可使汽車(chē)輕量化的先進(jìn)高強(qiáng)鋼
汽車(chē)外面板用440MPa級(jí)烘烤硬化型高強(qiáng)鋼—UNI-HITEN。汽車(chē)外面板首先要求的是外觀品質(zhì)，沖壓加工時(shí)產(chǎn)生的變形與鋼板的屈服強(qiáng)度成正比，所以是高強(qiáng)度化最難的部件。為了解決這一問(wèn)題，JFE開(kāi)發(fā)了利用涂漆、熱硬化的烘烤硬化型（BH）鋼板。新開(kāi)發(fā)的UNI-HITEN鋼是將沖壓加工前的屈服強(qiáng)度抑制在與340MPa級(jí)BH鋼板同等的低水平，涂漆烘烤后獲得與440MPa級(jí)同等屈服強(qiáng)度的高強(qiáng)度BH鋼板，耐凹痕性比340MPa級(jí)提高了20%。
一般340MPa級(jí)以下的BH鋼板大多采用以鐵素體單相鋼的IF鋼為基底，殘留微量固溶C的控制方法。采用該方法如果進(jìn)一步提高強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度就會(huì)上升。因此，在開(kāi)發(fā)UNI-HITEN鋼中，JFE以含有微量V的傳統(tǒng)590MPa級(jí)DP鋼為基板，代替V添加Mn的2.2%Mn鋼以及為確保鐵素體晶粒成長(zhǎng)性和淬透性添加B等。
UNI-HITEN鋼可用于汽車(chē)車(chē)門(mén)和發(fā)動(dòng)機(jī)罩，2010年冷軋材開(kāi)始量產(chǎn)，2011年GA材開(kāi)始量產(chǎn)。由于鋼板減薄，汽車(chē)車(chē)門(mén)實(shí)現(xiàn)1.1公斤/臺(tái)的輕量化。
車(chē)身鋼架用冷軋超高強(qiáng)鋼—WQHITEN。汽車(chē)座艙為保護(hù)乘員，要求沖撞時(shí)不產(chǎn)生變形，980MPa級(jí)以上的冷軋超高強(qiáng)鋼的應(yīng)用日益增加。JFE公司開(kāi)發(fā)了為生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼所需的連續(xù)退火設(shè)備，20世紀(jì)70年代最早將超高強(qiáng)鋼商品化。運(yùn)用CAE成形加工技術(shù)，將超高強(qiáng)鋼依次用于保險(xiǎn)杠加強(qiáng)筋、車(chē)門(mén)防撞梁、座椅框架和車(chē)身部件等，有助于車(chē)身的輕量化。
對(duì)座艙用冷軋超高強(qiáng)鋼，根據(jù)要求的強(qiáng)度和特性，JFE開(kāi)發(fā)出析出強(qiáng)化鋼、DP鋼、馬氏體鋼、TRIP鋼等系列產(chǎn)品。其中DP鋼、馬氏體鋼主要采用水淬方式的連續(xù)退火設(shè)備（WQ-CAL）制造，具有如下特點(diǎn)：伸長(zhǎng)率（El）和拉伸凸緣性（λ）平衡不同的TS780-1470MPa級(jí)的系列產(chǎn)品；低C含量成分設(shè)計(jì)的優(yōu)越點(diǎn)焊性和耐延遲斷裂性；冷卻均勻性和前饋控制材質(zhì)穩(wěn)定性等特點(diǎn)。
WQ-HITEN的1180MPa級(jí)鋼也有低YR型和高λ型。作為同等強(qiáng)度級(jí)別，低YR型具有非常高的伸長(zhǎng)率，可以深沖成形，適用于車(chē)門(mén)防撞梁等傳統(tǒng)的熱沖壓制造部件，但對(duì)比傳統(tǒng)更深的斷面形狀采用冷沖壓WQ-HITEN鋼，成功獲得了同等性能。
作為最大限度地運(yùn)用WQ-CAL特點(diǎn)的汽車(chē)實(shí)用鋼，冷軋1320MPa級(jí)、1470MPa級(jí)鋼是具有最高水平的TS（抗拉強(qiáng)度）的鋼板。采用極力降低C的馬氏體單相組織，彎曲加工性、點(diǎn)焊性、抗延遲斷裂性?xún)?yōu)越，有助于保險(xiǎn)杠加強(qiáng)筋和鋼管車(chē)門(mén)梁的輕量化。
懸掛、框架用熱軋高強(qiáng)鋼—NANO-HITEN、SB-HITEN。與車(chē)身鋼架部件相比，懸掛、臂等汽車(chē)懸掛部件的板厚要厚，所以，主要使用熱軋鋼板。懸掛部件除要求擴(kuò)孔等加工性和強(qiáng)度、剛性外，還要求耐疲勞性和耐腐蝕性等?，F(xiàn)在大多使用TS449—590MPa級(jí)鋼板，車(chē)企希望開(kāi)發(fā)強(qiáng)度更高的780MPa級(jí)鋼板。
NANO-HITEN是為適應(yīng)這種用途開(kāi)發(fā)的熱軋鋼板，具有下列特點(diǎn)：有加工性?xún)?yōu)越的鐵素體單一組織；用微細(xì)化到幾納米大小的碳化物強(qiáng)化；碳化物的熱穩(wěn)定性極高；為通過(guò)碳化物的微細(xì)化，獲得充分的強(qiáng)度，可以不添加Si等固溶強(qiáng)化元素。
NANO-HITEN比傳統(tǒng)的復(fù)合組織型高強(qiáng)鋼的擴(kuò)孔性高。傳統(tǒng)復(fù)合組織型高強(qiáng)鋼，軟質(zhì)相和硬質(zhì)相的變形能差異大，所以，在沖孔周?chē)鷱能涃|(zhì)相和硬質(zhì)相的界面發(fā)生微空隙，如果強(qiáng)度提高，相的硬度差（變形能之差）變大，擴(kuò)孔性大大降低，但鐵素體單一相組成的NANO-HITEN可以避免這種現(xiàn)象。此外，NANO-HITEN因?yàn)椴惶砑覵i，與添加Si的普通熱軋高強(qiáng)鋼比，780MPa級(jí)的NANO-HITEN鋼具有良好的加工性和耐久性。NANO-HITEN鋼通過(guò)增加微細(xì)碳化物的量可以提高強(qiáng)度，現(xiàn)在已開(kāi)發(fā)出1180MPa級(jí)高強(qiáng)鋼。作為析出強(qiáng)化的特征之一是屈服比（YS/TS）高，例如，1180MPa級(jí)的NANO-HITEN鋼與1470MPa級(jí)的熱沖壓材呈同等的YS，不僅用于懸掛部件，而且還將擴(kuò)大用于沖擊吸收能成為問(wèn)題的車(chē)身鋼架部件。
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