近年來(lái),由于對(duì)乘客安全、車(chē)輛性能和燃料經(jīng)濟(jì)性的要求日益嚴(yán)格,汽車(chē)行業(yè)對(duì)高性能先進(jìn)高強(qiáng)度合金的需求增加。高強(qiáng)度鋼具有比傳統(tǒng)鋼級(jí)更好的可成形性和碰撞回彈性的特點(diǎn),可用于車(chē)身結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵安全部位,以抵抗車(chē)輛的碰撞。然而,某些高強(qiáng)度合金由于焊接而趨向于變脆,并且當(dāng)經(jīng)受許多制造工藝所需的熱沖壓和成形時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
該研發(fā)人員開(kāi)發(fā)的技術(shù)包括感應(yīng)加熱22MnB5鋼片,在激光焊接前10分鐘將其加熱至大約450°C,以使溫度均衡。22MnB5用于汽車(chē)結(jié)構(gòu)和安全部件,與傳統(tǒng)的冷成型相比,最終部件的高機(jī)械強(qiáng)度可以使其重量減輕30%到50%。在焊接之后,將片材在高溫下保持10分鐘以產(chǎn)生貝氏體結(jié)構(gòu)(bainitic structure)。冶金學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),貝氏體是在一定條件下在鋼中形成的板狀微觀結(jié)構(gòu),是制造堅(jiān)固可靠的焊接接頭的最佳候選材料,尤其表現(xiàn)出了高的抗壓和拉伸強(qiáng)度。
分析表明,在此高溫下焊接的薄板含有貝氏體,比在室溫下焊接的薄板要堅(jiān)硬得多,后者含有馬氏體,這是一種具備較低抗拉強(qiáng)度的顯微組織。
該研究人員表示,該技術(shù)易被應(yīng)用于制造業(yè),以加強(qiáng)高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼的激光焊接。汽車(chē)行業(yè)采用激光焊接將鋼坯和沖壓結(jié)構(gòu)體部件(如柱、梁、鋼筋等)連接起來(lái),比傳統(tǒng)焊接方法更快、更可靠。
盡管研究還處于初期階段,但由于貝氏體鋼具有較高的機(jī)械能量吸收能力,有望成為一種優(yōu)良的防護(hù)和和鎧裝材料。
Milton de Lima目前正在從事一項(xiàng)由FAPESP支持的項(xiàng)目,以證明其技術(shù)在巴西的可行性,并將其用于激光焊接馬氏體時(shí)效鋼(maraging steel),馬氏體時(shí)效鋼是巴西火箭和導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)的基本成分。
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