500MPa級(jí)重載汽車輪輻用鋼研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)物流成本的逐步提高，重卡運(yùn)輸行業(yè)的利潤(rùn)空間越來(lái)越小，導(dǎo)致重卡超載現(xiàn)象嚴(yán)重，“不多裝就賺不了錢(qián)”逐漸成了行業(yè)潛規(guī)則，卡車的額定載荷需要進(jìn)一步提高。超載事故的主要形式是重卡車輪輪輻的崩口、托頂破碎，主要原因是車輪在長(zhǎng)期高溫超載情況下受交變應(yīng)力的作用發(fā)生疲勞失效。近期，車輛輕量化成了汽車行業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)向，隨著車輪鋼強(qiáng)度的不斷升高，材料厚度越來(lái)越小，輕量化明顯。但在國(guó)內(nèi)，由于超載嚴(yán)重的實(shí)際國(guó)情，重卡車輪厚度的降低造成整體車輪剛度

2、下降，超載重卡在行駛過(guò)程中的輪輻崩口、托頂現(xiàn)象非常嚴(yán)重，致使主機(jī)廠對(duì)車輪生產(chǎn)企業(yè)的壓力越來(lái)越大。車輪生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)目前國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)需求，急需開(kāi)發(fā)一款安全性較高的超厚重卡用鋼質(zhì)輪輻用于提高卡車的額定載重量。
　　為了緩解由于超載造成的車輪高報(bào)廢率的現(xiàn)象，本課題與全國(guó)最大的車輪生產(chǎn)企業(yè)正興車輪集團(tuán)有限公司聯(lián)合攻關(guān)開(kāi)展了論文研究工作，論文主要研究工作和結(jié)論如下:
　　1)利用低Mn微Nb成分體系全面開(kāi)發(fā)并應(yīng)用厚規(guī)格輪輻用鋼S500LF

3、，具有低成本、耐疲勞、高延伸、高性能均勻性、高表面質(zhì)量等特點(diǎn)。
　　2)分析了車輪失效的主要原因。失效主要發(fā)生在加工過(guò)程和行駛過(guò)程中，其中加工過(guò)程中，主要是麻坑麻點(diǎn)和由于性能不均及夾雜、偏析嚴(yán)重引起的通風(fēng)孔開(kāi)裂;而車輪行駛過(guò)程中主要是超載車輪在扭轉(zhuǎn)、彎曲及熱應(yīng)力作用下達(dá)到材料疲勞極限造成的開(kāi)裂及夾雜物超標(biāo)引起的開(kāi)裂。
　　3)為了保證材料的性能要求，材料采用低Mn(0.8％)、微Nb(0.015％)強(qiáng)化設(shè)計(jì)思路，保證厚規(guī)格延

4、伸率滿足客戶要求的28％;為了保證材料的性能均勻性，在生產(chǎn)過(guò)程中采取窄成分及窄工藝控制，并選出可追溯的關(guān)鍵控制點(diǎn);為了保證材料的表面質(zhì)量，進(jìn)行低Si成分設(shè)計(jì)及低溫、提速軋制。
　　4)冶煉方面精煉采用單LF工藝，夾雜物A、C類為0，B、D類≤1.5。窄成分冶煉的98爐中僅有1爐C超標(biāo)，2爐Mn超標(biāo)，但對(duì)性能影響甚微，其余全部正常;熱軋方面:出爐溫度(±30℃)、終軋溫度(±20℃)和卷取溫度(±20℃)的范圍覆蓋率分別為98.24

5、％、97.25％和95.82％。
　　5) S500LF的組織是鐵素體+珠光體，鐵素體平均晶粒尺寸6.69μm，體積分?jǐn)?shù)90％;與之同級(jí)別的Q345B組織是鐵素體+魏氏組織+少量珠光體，帶狀嚴(yán)重，鐵素體平均晶粒尺寸7.04μm，鐵索體體積分?jǐn)?shù)62％。S500LF魏氏體的減少和帶狀的減輕均有利于耐疲勞性能的提高;S500LF屈服強(qiáng)度均值為404MPa;抗拉強(qiáng)度均值為514MPa;延伸率均值為29.4％; S500LF和380CL的高