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低合金结构钢在使用中的体会
蔡公清
(南京驰力汽车传动装置公司,江苏南京210017)
摘要:介绍了低合金结构钢加工前的检验项目和处理方法。应用结果表明,这些措施对提高零件工艺和机械性能(如强度、
刚度及疲劳寿命等)能起到积极的作用
关键词;汽车;工艺;低合金结构钢
Application of Low-alloy Structural Steel
CAL Gongqing
Nanjing Chili Automobile Driving Device Co, Ltd, Nanjing Jiangsu 210017
Abstract The test item and treatment for low-alloy structural steel prior to processing were introduced. The applied result showed that the
measures taken have positive effect on improving part technology and mechanical properties such as strength, stillness and at
lgue li
ife
Keywords: Aulomobile Technology; Low-alloy structural stecl
转向轴受力分析及加エ工艺特点
换言之,对焊接工艺质量的要求也限制了钢材的选用范围。
汽车转向传动轴管柱总成,是汽车底盘转向系统中的保安
随着国际上汽车轻量化项目的研究,汽车零部件减少重量
构件,其品质和可靠性直接影响汽车驾乘人员及车体的安全。是一个发展趋势。轴类零部件采用空心管材制造日益增多,空
现具体分析构件的功能要求、受力情况、失效模式和制造工艺心无缝钢管采用非金属切削传统加工模式,而采用滚轧、胀缩
特点,以确定对此部件的选材及相应要求。
或旋锻等工艺方法制成转向轴,通过加工表面硬化,满足了构
车运行工况中,还会承受件的强度和刚性要求,轻化了构件重量,尤其在轿车构件应用
弯扭复合应力以及冲击载荷,所以在转向传动轴的技术标准上更显趋势
中,其强度指标的重要测试项是静载扭转强度,在刚度测试项
中是弯曲刚性,在耐用度测试项中是交变扭转疲劳柲限。
2选用的材料及控制方法
转向轴的失效模式多为扭转屈服和扭转交变疲劳断裂或裂
从许可变形程度和强度方面以及材料的焊接性能考虑,采
纹,出现因素特征为裂纹起源于构件表面,当构件设计有应力用了Q345CB/T1591标准中低合金结构钢无缝钢管和GB
集中区域,如构件设计有轴挡槽口或圆孔时,则裂纹产生源多18162标准中20°碳素钢无缝钢管,这两种钢材具有良好的力
在于此处。还要说明的是,转向传动装置中绝大多数的转向轴学性能和焊接性能,在正火状态下具有较高的塑性、冲击韧性
与联轴节是焊接而成,故对构件的焊接可靠性要求极其重要,
及冷压成形性能。
表1牌号和化学成份
化学成份(质量分数)/%
牌号技术要求
执行标准
P
Q345B
0.20
<0.040
0.040
GB/T1591.94
嫆炼分析
20
0.17~0.230.35~0.650.17~0.37
く0.035
<0.035
GB/"1699.99
表2力学性能?
牌号
供货状态抗拉强度Rn/MPa屈服点Rc/MPa延伸率A%沖击值Ak、J
执行标准
热轧圆钢
470-630
GB/"T1591-1994
345B
精拔/软
600~680
内定标准
热轧圆
>410
GB/"1699-1999
精拔/软
>450
>24.5
C,B/T3639.20
经过多年的生产实践,摸索出材料的工艺特性,并掌握了
(1)入厂验证无缝管材§项元素化学含量
对材料的有效控制,从而达到工艺稳定,质量保证的效果,具
(2)力学工艺性能检测;
体做法为
(3)显微带状组织级别的控制。
Automobile Parts 2010.0
研究与开发
034
除以上措施外,在生产中实施特殊加工,焊接工序进行连
表3、4是某企业2005年~2008年对原材料进厂检测数值
续监控,并对焊件的焊缝熔合质量定期检测,以验证工艺参数归总。
的正确性。
表3化学含量分布范畴
化学成份/%
牌号
备注
C
Si
Mn
Q345B
0.16~-0.18
1.05~1.50
0.007-~0.01
0.004~0.01
常规分析
0.17-0.22
0.170.37
0.21~0.59
0.005~0.01
0.004~0.0
常规分析
表4力学工艺性能范畴
抗拉强度R/MPa
延伸率A/%
牌号
供货状态
MAX MIN测点集中值 MAX MIN测点集中值直径收缩率
最佳参数
R_:600~680MP
Q345B准精拔/软694601
A:10%~18%
R:450
退火
507275
17%
A:24%
R:540~620MHPa
准精拔/软622540
A:I0%~16%
R_.350 Mpa
退火
420
240
409
20%
A:26%
由于无缝钢管是钢厂经冷拔或冷轧到定制的特定尺寸,生级)。实践证明:控制在0~2级范畴时工件质量稳定,以此为
产时管材还须再经二次滚轧或旋锻成产品构件,所以钢管须有合格标准。如发现管材带状组织在3~5级的超标范国,则可
定的加工工艺性能。为验证管材的这一性能,采取了对管材进行900℃正火处理来改善,通过这一控制措施,对保证构件
显微组织的控制,笔者引用了GB/13229《钢的带状组织金相长年来工艺稳定性起了至关重要的作用。图1、2是带状组织
评定方法标准》对无缝钢管进行检测控制,此标准根据材料含金相评级(采用B系列含碳在0.16%~0.30%范畴)。
碳量有A、B两种系列评定标准,每种同为6个等级(0
图1带状组织金相评级(0-2级)
图1为经过认定的可进行加工的范围。
控,还定期定量进行焊件抗拉试验和试件金枏焊缝熔合深度检
若在图2的范畴,此时须进行相应的正火处理。
测。经过抗拉多次测试,在转向节叉与轴焊接件中,再金相测
由于制件多为焊接,故对焊缝熔合质量的控制尤其重要。
其熔合深度,得出结论:焊缝熔合必须大于mm,此时焊接拉
如前所述,这两种材料具有优异的焊接特性,但由于制件力实测可达到15kN,高于转向传动轴破坏拉力10kN以上的技
是保安件,焊接又为关键特殊工序,工艺上采用常规连续监术规定。
2010.01 Automobile Parts
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