基于700MPa級鋼板的重型載貨車車廂輕量化設計分析

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基于700MPa級鋼板的重型載貨車車廂輕量化設計分析

在1750mm板條熱軋機上成功實現了700MPa熱軋高強碳錳鋼板的軋制，取代了原先車廂使用的Q345鋼板，達到了減輕重型車輛車廂質量的目的。新材料中使用了微量合金元素鈮和鈦，對新材料的微觀結構、機械強度和機械特性進行了研究。

鋼板的顯微組織包括細粒度的鐵素體、碳化物、一些珠光體和一些貝氏體。鐵素體晶粒范圍在6～7mm范圍內，碳化物沿鐵素體晶界分布，珠光體層間距在40～50nm范圍內。其中，珠光體層間距減小受冷卻速率和奧氏體溫度變化影響較大。鋼板的屈服強度和拉伸強度分別約為680MPa和740MPa，應變強化指數為0.12，塑性應變比為0.8，孔膨脹率為60%。同時，鋼板有很高的低溫沖擊韌性和良好的可焊性。

鋼板的強化機制主要是晶粒細化作用和鈦碳、鈮碳納米層積強化作用。使用能量彌散X射線探測器發現合金沉淀尺寸集中在10～20nm范圍內，甚至有相當數量的合金尺寸在10nm以內，沉淀形狀多為圓形或橢圓形。當鋼板加熱后，大部分鈮（Nb）熔解。進行軋制后，隨著鋼板溫度降低，含鈮微粒會在核中心生長形成鈦碳、鈮碳沉淀。

如果使用新型板材制造重型貨車車廂，由于所需厚度減少，從而可以減輕質量20%。使用有限元優化方法進一步對車廂強度進行優化，能再次減輕車廂質量達12%。

刊名：Rev. Adv. Mater. Sci.（英）

刊期：2013年第33期

作者：Xiao Nan Wang et al

編譯：劉超