基于700MPa级钢板的重型载货车车厢轻量化设计分析



基于700MPa级钢板的重型载货车车厢轻量化设计分析

在1750mm板条热轧机上成功实现了700MPa热轧高强碳锰钢板的轧制，取代了原先车厢使用的Q345钢板，达到了减轻重型车辆车厢质量的目的。新材料中使用了微量合金元素铌和钛，对新材料的微观结构、机械强度和机械特性进行了研究。

钢板的显微组织包括细粒度的铁素体、碳化物、一些珠光体和一些贝氏体。铁素体晶粒范围在6～7mm范围内，碳化物沿铁素体晶界分布，珠光体层间距在40～50nm范围内。其中，珠光体层间距减小受冷却速率和奥氏体温度变化影响较大。钢板的屈服强度和拉伸强度分别约为680MPa和740MPa，应变强化指数为0.12，塑性应变比为0.8，孔膨胀率为60%。同时，钢板有很高的低温冲击韧性和良好的可焊性。

钢板的强化机制主要是晶粒细化作用和钛碳、铌碳纳米层积强化作用。使用能量弥散X射线探测器发现合金沉淀尺寸集中在10～20nm范围内，甚至有相当数量的合金尺寸在10nm以内，沉淀形状多为圆形或椭圆形。当钢板加热后，大部分铌（Nb）熔解。进行轧制后，随着钢板温度降低，含铌微粒会在核中心生长形成钛碳、铌碳沉淀。

如果使用新型板材制造重型货车车厢，由于所需厚度减少，从而可以减轻质量20%。使用有限元优化方法进一步对车厢强度进行优化，能再次减轻车厢质量达12%。

刊名：Rev. Adv. Mater. Sci.（英）

刊期：2013年第33期

作者：Xiao Nan Wang et al

编译：刘超