可節(jié)能的大型運輸機械用高強鋼
船舶用高功能鋼材—YP460MPa級鋼。近年來，造船領(lǐng)域采用集裝箱遠距離貨運量不斷增加，促進了集裝箱船的大型化快速發(fā)展。最近，已開始建造超過15000TEU的巨型集裝箱船。因為集裝箱船的結(jié)構(gòu)是開口大，艙口邊圍板和船底板等構(gòu)件使用高強度且壁厚材，使用YP390MPa級最大板厚65mm以上的鋼板。在大型集裝箱船中，可采用船體的輕量化和減少板厚來提高作業(yè)效率。因此，對高強鋼（YP460MPa級鋼）的需求日益提高。
在集裝箱船的高強度厚壁材的焊接中，采用高能效立焊法的二氧化碳氣體保護焊（EGW）。這種大線能量焊接存在焊接熱影響區(qū)（HAZ）組織易粗大化，焊接接頭部韌性易于劣化的問題。為了應(yīng)對這些問題，在進一步改善加工熱處理和高度微合金化控制的大線能量焊接熱影響區(qū)韌性提高技術(shù)“JFEEWEL”的基礎(chǔ)上，開發(fā)了大線能量焊接接頭特性優(yōu)良的YP460MPa級鋼，開發(fā)鋼通過粗晶區(qū)寬度極小化和內(nèi)部組織的微細化達到HAZ優(yōu)良的韌性。
為了保證大型集裝箱船的安全性，JFE公司開發(fā)了應(yīng)對船舶大型化大線能量焊接特性優(yōu)越的YP460MPa級鋼，具有高止裂性的YP390MPa以上的鋼板。開發(fā)的鋼板目前已應(yīng)用于實際船舶建造。
建筑機械和產(chǎn)業(yè)機械用高功能鋼材—JFEHYD960LE、JFE-HYD1100LE。為了應(yīng)對建筑和產(chǎn)業(yè)機械的大型化、使用環(huán)境的嚴酷化以及使用鋼材高強化、高韌性化的要求，JFE公司開發(fā)了具有良好低溫韌性的建筑機械和產(chǎn)業(yè)機械用超高強度厚板“JFEHYD960LE”和“JFE-HYD1100LE”。該開發(fā)鋼在材質(zhì)設(shè)計上采用由加工硬化奧氏體直接淬火處理的過冷奧氏體形變熱處理的同時，還采用了在線熱處理工藝（HOP）快速加熱回火，使有效晶粒微細化，產(chǎn)品特點是鋼材中的滲碳體均勻分散。通過這些組織控制，該開發(fā)鋼顯示出良好的低溫韌性，抗延遲斷裂特性優(yōu)越，同時，因低成分設(shè)計實現(xiàn)了良好的焊接性。HOP處理后形成的碳化物形態(tài)控制技術(shù)和材質(zhì)控制技術(shù)用于JFE-HITEN610U2、JFE-HITEN780LE等抗拉強度在600MPa以上的高強度HITEN系列鋼。
可節(jié)省資源和提高安全性的高功能鋼材
建筑用高功能鋼材—低YR550—780N/mm2級高強度鋼。隨著高層建筑物大型化和長跨度化的需求增加，建筑結(jié)構(gòu)用鋼擴大了高強度鋼板的應(yīng)用范圍。使用高強度鋼材可減少所需構(gòu)件的截面以減輕鋼材重量和焊接材料重量、減輕鋼架加工、搬運以及建筑方的負荷，所以，構(gòu)件截面大的高層建筑宜采用高強度鋼材。
由于母材性能和焊接性、制造成本等的限制，現(xiàn)在主要采用抗拉強度590MPa級以下的鋼板。作為建筑結(jié)構(gòu)用鋼，因為具有良好的抗震性能，所以屈強比低很重要。多數(shù)情況下鋼材的高強度化使屈服比上升，為此，在生產(chǎn)低590MPa級鋼板時，一般采用復(fù)雜的離線多段熱處理工藝。
JFE針對需要離線多段熱處理的低YR780MPa級鋼板運用TMCP和感應(yīng)加熱型在線熱處理HOP工藝，由于鋼板顯微組織為貝氏體主體組織和微細島狀馬氏體的復(fù)合組織，作為建筑結(jié)構(gòu)用鋼，達到了優(yōu)越的母材力學性能和良好的焊接性以及焊接部位韌性。
管線鋼管用高功能鋼—高強度高應(yīng)變管線鋼管JFE-HIPER。管線鋪設(shè)地區(qū)向寒冷地域、地震地帶、深海或硫化氫氣體環(huán)境的嚴酷地區(qū)擴展。地震地帶和不連續(xù)凍土地帶的管線，有時會發(fā)生地基變動導(dǎo)致的大規(guī)模管線鋼管的塑性應(yīng)變，所以，在地震地帶和不連續(xù)凍土地帶管線鋪設(shè)將采用基于應(yīng)變設(shè)計的新設(shè)計方法，在這種設(shè)計中所用的管線鋼管要求抗高壓縮和拉伸應(yīng)變的高應(yīng)變性能。
高強度高應(yīng)變管線鋼管JFE-HIPER采用使硬質(zhì)M-A分散在貝氏體母相中的新的雙相組織控制技術(shù)生產(chǎn)。作為應(yīng)變性能的一個指標有壓縮應(yīng)變時的限界壓曲變形，如果鋼管的形狀參數(shù)D/t（外徑和管壁厚之比）增加，壓曲變形降低。與傳統(tǒng)鋼相比，JFEHIPER具有高極限壓曲變形，如果是相同形狀的管線鋼管，安全性高于傳統(tǒng)鋼。而且，即使D/t增加也可獲得與管壁厚的傳統(tǒng)鋼管同樣的壓曲變形，管壁厚度的降低，可減少鋼材使用量。
JFE-HIPER不僅在日本國內(nèi)使用，而且以X65-X80級為主，在中國和北美作為陸地管線鋼管運用也已超過2萬噸。今后可期待向地震地帶、東西伯利亞等項目擴大應(yīng)用。
可使汽車輕量化的先進高強鋼
汽車外面板用440MPa級烘烤硬化型高強鋼—UNI-HITEN。汽車外面板首先要求的是外觀品質(zhì)，沖壓加工時產(chǎn)生的變形與鋼板的屈服強度成正比，所以是高強度化最難的部件。為了解決這一問題，JFE開發(fā)了利用涂漆、熱硬化的烘烤硬化型（BH）鋼板。新開發(fā)的UNI-HITEN鋼是將沖壓加工前的屈服強度抑制在與340MPa級BH鋼板同等的低水平，涂漆烘烤后獲得與440MPa級同等屈服強度的高強度BH鋼板，耐凹痕性比340MPa級提高了20%。
一般340MPa級以下的BH鋼板大多采用以鐵素體單相鋼的IF鋼為基底，殘留微量固溶C的控制方法。采用該方法如果進一步提高強度，屈服強度就會上升。因此，在開發(fā)UNI-HITEN鋼中，JFE以含有微量V的傳統(tǒng)590MPa級DP鋼為基板，代替V添加Mn的2.2%Mn鋼以及為確保鐵素體晶粒成長性和淬透性添加B等。
UNI-HITEN鋼可用于汽車車門和發(fā)動機罩，2010年冷軋材開始量產(chǎn)，2011年GA材開始量產(chǎn)。由于鋼板減薄，汽車車門實現(xiàn)1.1公斤/臺的輕量化。
車身鋼架用冷軋超高強鋼—WQHITEN。汽車座艙為保護乘員，要求沖撞時不產(chǎn)生變形，980MPa級以上的冷軋超高強鋼的應(yīng)用日益增加。JFE公司開發(fā)了為生產(chǎn)超高強鋼所需的連續(xù)退火設(shè)備，20世紀70年代最早將超高強鋼商品化。運用CAE成形加工技術(shù)，將超高強鋼依次用于保險杠加強筋、車門防撞梁、座椅框架和車身部件等，有助于車身的輕量化。
對座艙用冷軋超高強鋼，根據(jù)要求的強度和特性，JFE開發(fā)出析出強化鋼、DP鋼、馬氏體鋼、TRIP鋼等系列產(chǎn)品。其中DP鋼、馬氏體鋼主要采用水淬方式的連續(xù)退火設(shè)備（WQ-CAL）制造，具有如下特點：伸長率（El）和拉伸凸緣性（λ）平衡不同的TS780-1470MPa級的系列產(chǎn)品；低C含量成分設(shè)計的優(yōu)越點焊性和耐延遲斷裂性；冷卻均勻性和前饋控制材質(zhì)穩(wěn)定性等特點。
WQ-HITEN的1180MPa級鋼也有低YR型和高λ型。作為同等強度級別，低YR型具有非常高的伸長率，可以深沖成形，適用于車門防撞梁等傳統(tǒng)的熱沖壓制造部件，但對比傳統(tǒng)更深的斷面形狀采用冷沖壓WQ-HITEN鋼，成功獲得了同等性能。
作為最大限度地運用WQ-CAL特點的汽車實用鋼，冷軋1320MPa級、1470MPa級鋼是具有最高水平的TS（抗拉強度）的鋼板。采用極力降低C的馬氏體單相組織，彎曲加工性、點焊性、抗延遲斷裂性優(yōu)越，有助于保險杠加強筋和鋼管車門梁的輕量化。
懸掛、框架用熱軋高強鋼—NANO-HITEN、SB-HITEN。與車身鋼架部件相比，懸掛、臂等汽車懸掛部件的板厚要厚，所以，主要使用熱軋鋼板。懸掛部件除要求擴孔等加工性和強度、剛性外，還要求耐疲勞性和耐腐蝕性等?，F(xiàn)在大多使用TS449—590MPa級鋼板，車企希望開發(fā)強度更高的780MPa級鋼板。
NANO-HITEN是為適應(yīng)這種用途開發(fā)的熱軋鋼板，具有下列特點：有加工性優(yōu)越的鐵素體單一組織；用微細化到幾納米大小的碳化物強化；碳化物的熱穩(wěn)定性極高；為通過碳化物的微細化，獲得充分的強度，可以不添加Si等固溶強化元素。
NANO-HITEN比傳統(tǒng)的復(fù)合組織型高強鋼的擴孔性高。傳統(tǒng)復(fù)合組織型高強鋼，軟質(zhì)相和硬質(zhì)相的變形能差異大，所以，在沖孔周圍從軟質(zhì)相和硬質(zhì)相的界面發(fā)生微空隙，如果強度提高，相的硬度差（變形能之差）變大，擴孔性大大降低，但鐵素體單一相組成的NANO-HITEN可以避免這種現(xiàn)象。此外，NANO-HITEN因為不添加Si，與添加Si的普通熱軋高強鋼比，780MPa級的NANO-HITEN鋼具有良好的加工性和耐久性。NANO-HITEN鋼通過增加微細碳化物的量可以提高強度，現(xiàn)在已開發(fā)出1180MPa級高強鋼。作為析出強化的特征之一是屈服比（YS/TS）高，例如，1180MPa級的NANO-HITEN鋼與1470MPa級的熱沖壓材呈同等的YS，不僅用于懸掛部件，而且還將擴大用于沖擊吸收能成為問題的車身鋼架部件。
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