本报通讯员 宋鹏心
近日，首钢成功开发出500MPa（兆帕）—600MPa级新型热冲压桥壳用钢，解决了热冲压后桥壳强度严重下降的问题，将强度损失比例由30%降低至5%，大幅提高了桥壳疲劳强度，提升了桥壳承载能力与整车安全性能。首钢获得新型热冲压桥壳用钢生产的“密钥”，生动实践了合金减量化设计理念，成功开发出了系列热冲压桥壳钢产品，为实现整车轻量化、促进上下游产业链技术进步、推动国家汽车产业节能减排绿色发展贡献了重要力量。
目前，该产品成功应用于国内知名商用车企业，产品质量赢得用户一致认可。
什么是桥壳？
汽车驱动桥是汽车承载的重要结构，广泛应用于重卡、半挂牵引车、客车、工程机械等领域，其通过悬架总成与车架相连接，两端安装车轮，传递车架与车轮之间的各种作用力，支撑着汽车载荷，因此，其强度、刚度、疲劳寿命等性能指标是否达标至关重要。桥壳，是驱动桥的重要组成部分，也是行驶系的主要组成件之一。驱动桥壳应有足够的强度和刚度，质量小，并便于主减速器的拆装和调整。
热冲压桥壳用钢凭借高温变形抗力小、残余应力低、疲劳寿命长等显著优点，牢牢占据着中重卡桥壳生产的主导地位。然而，热冲压桥壳用钢热冲压后强度显著降低成为业内久攻不克的难题，限制了桥壳的轻量化与整车承载能力提升，严重制约了中重卡行业技术进步和绿色发展。
为解决这一行业难题，首钢技术研究院联合股份公司和京唐公司成立攻关团队，以“差异化、定制化”服务为宗旨，着手开展新型热冲压桥壳用钢产品和应用技术研究。
攻坚克难 优化成分设计
攻关团队先是从自身产品成分设计上寻找突破口。在首钢集团副总工程师王全礼的悉心指导下，首钢技术研究院惠亚军和首钢股份公司热轧产品室主任吴科敏作为项目负责人，带领团队成员深入桥壳厂，对桥壳生产工艺流程进行全程跟踪。团队成员们通过分析热冲压工序中显微组织和微合金化第二相的演变规律，进行了7种成分体系的热轧、连续冷却转变行为、高温力学性能、热冲压工艺模拟等一系列基础研究，确定了成分优化设计思路，热冲压后屈服强度较常规产品提高50MPa~60MPa，强度损失由30%左右降低到15%以内。
另辟蹊径 创新热冲压工艺
对于如何进一步提高热冲压后强度，国内外研究焦点主要集中在产品设计上，而首钢团队另辟蹊径，从热冲压后冷却路径控制问题着手开展工艺研究。团队成员模拟了加热温度、冲压速度等工艺参数对桥壳用钢强塑性影响规律，掌握了桥壳用钢在奥氏体区高温力学行为等基础理论数据，提出了一种新型热冲压工艺，热冲压后屈服强度较常规产品提高了100MPa~120MPa，强度损失比例进一步降低至5%。与此同时，首钢技术研究院科研员刘国梁、首钢股份公司炼钢部科研员俞学成领衔的连铸工艺团队和首钢技术研究院科研员董现春领衔的焊接工艺团队，还分别攻克了桥壳表面皲裂和疲劳开裂的难题，使桥壳疲劳性能得到大幅提升。
《中国冶金报》（2021年4月15日 04版四版）
