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原文传递 500MPa级重载汽车轮辐用钢研究

论文题名：	500MPa级重载汽车轮辐用钢研究
关键词：	重载汽车;轮辐用钢;疲劳失效;带状组织;低温轧制
摘要：	近年来，随着国内物流成本的逐步提高，重卡运输行业的利润空间越来越小，导致重卡超载现象严重，“不多装就赚不了钱”逐渐成了行业潜规则，卡车的额定载荷需要进一步提高。超载事故的主要形式是重卡车轮轮辐的崩口、托顶破碎，主要原因是车轮在长期高温超载情况下受交变应力的作用发生疲劳失效。近期，车辆轻量化成了汽车行业发展的主导向，随着车轮钢强度的不断升高，材料厚度越来越小，轻量化明显。但在国内，由于超载严重的实际国情，重卡车轮厚度的降低造成整体车轮刚度下降，超载重卡在行驶过程中的轮辐崩口、托顶现象非常严重，致使主机厂对车轮生产企业的压力越来越大。车轮生产企业根据目前国内的市场需求，急需开发一款安全性较高的超厚重卡用钢质轮辐用于提高卡车的额定载重量。　　为了缓解由于超载造成的车轮高报废率的现象，本课题与全国最大的车轮生产企业正兴车轮集团有限公司联合攻关开展了论文研究工作，论文主要研究工作和结论如下: 　　1)利用低Mn微Nb成分体系全面开发并应用厚规格轮辐用钢S500LF，具有低成本、耐疲劳、高延伸、高性能均匀性、高表面质量等特点。　　2)分析了车轮失效的主要原因。失效主要发生在加工过程和行驶过程中，其中加工过程中，主要是麻坑麻点和由于性能不均及夹杂、偏析严重引起的通风孔开裂;而车轮行驶过程中主要是超载车轮在扭转、弯曲及热应力作用下达到材料疲劳极限造成的开裂及夹杂物超标引起的开裂。　　3)为了保证材料的性能要求，材料采用低Mn(0.8％)、微Nb(0.015％)强化设计思路，保证厚规格延伸率满足客户要求的28％;为了保证材料的性能均匀性，在生产过程中采取窄成分及窄工艺控制，并选出可追溯的关键控制点;为了保证材料的表面质量，进行低Si成分设计及低温、提速轧制。　　4)冶炼方面精炼采用单LF工艺，夹杂物A、C类为0，B、D类≤1.5。窄成分冶炼的98炉中仅有1炉C超标，2炉Mn超标，但对性能影响甚微，其余全部正常;热轧方面:出炉温度(±30℃)、终轧温度(±20℃)和卷取温度(±20℃)的范围覆盖率分别为98.24％、97.25％和95.82％。　　5) S500LF的组织是铁素体+珠光体，铁素体平均晶粒尺寸6.69μm，体积分数90％;与之同级别的Q345B组织是铁素体+魏氏组织+少量珠光体，带状严重，铁素体平均晶粒尺寸7.04μm，铁索体体积分数62％。S500LF魏氏体的减少和带状的减轻均有利于耐疲劳性能的提高;S500LF屈服强度均值为404MPa;抗拉强度均值为514MPa;延伸率均值为29.4％; S500LF和380CL的高阶能冲击功均在250J左右，但S500LF的韧脆转变温度比380CL低6℃左右; S500LF刚度明显高于380CL;焊接方面，轮辐母材、焊材与轮辋母材呈阶梯降低趋势，轮辐母材与焊丝匹配度较高;通过降低精轧入口温度(1000℃至950℃)使氧化铁皮由原来的28～30μm降至10μm左右，打磨后没有麻坑出现。
作者：	马海龙
专业：	材料工程
导师：	高秀华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文