东北大学易红亮教授团队2000MPa级板簧用钢取得突破
发布人： 发布时间：2020-11-17 浏览次数：12大中小
由东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室易红亮教授团队开发的2000MPa级高应力板簧用钢，与国内板簧用钢顶尖企业方大特钢合作，成功试制了全新的2000MPa板簧用钢，在重庆红岩方大汽车悬架有限公司试制的高应力板簧，性能指标达到了国外先进板簧水平，于2020年10月底，成功完成了某国内客车品牌的车型道路实验，测试结果均满足用户要求，为国内客车企业解决高应力板簧的掐脖子问题提供了技术支撑。
钢板弹簧，又称板簧，因构造简单、维修容易，成本低廉，常被用于各种商用车和工程车辆的悬架系统。在车辆行驶过程中，钢板弹簧承受车轮对车架的载荷冲击，消减车身的剧烈振动，保持车辆行驶的平稳性和对不同路况的适应性。在车辆行驶过程中，车辆悬架用弹簧构件反复承受应力的负荷，因此，板簧的疲劳耐久表现异常重要。同时，为提升商用车的舒适性，通常希望板簧刚度降低，这就要求钢板弹簧具有高的应力负荷承受能力。此外，商用车的轻量化要求，也需要板簧构件中各片厚度减薄从而达到悬架系统减重的效果，板簧的应力水平进一步提高。综上，部分车型板簧的设计应力水平高达1300MPa，因此，需要开发下一代的高应力板簧用弹簧钢材料及相应的板簧制造技术。
现在常用的弹簧扁钢产品主要包括60Si2Mn、50CrV、52CrMnMoV等，其屈服强度主要在1200~1500MPa，抗拉强度在1300~1800MPa，且中高碳的合金设计导致材料的韧性较差，已经无法满足汽车厂的高应力板簧用钢需求。基于此，东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室易红亮教授团队在2000MPa热冲压用钢的研发基础上，通过钒微合金化设计结合独特的热处理工艺，利用纳米级得碳化钒析出大幅改善弹簧钢马氏体基体韧性，开发了新一代的2000MPa高应力板簧用钢。通过产品取样分析可知，开发材料的屈服强度达到1700MPa以上，抗拉强度超1950MPa，-40℃的U型试样冲击功大于40J，显示出极佳的强韧性结合。与现有板簧产品相比，强度提高可达20%以上且韧性提高达80%以上，同时，零件生产成本则几乎未增加。在台架疲劳测试上，采用该2000MPa级弹簧钢的板簧可在最高应力水平达到1300MPa的负荷下保持25万次不发生断裂，展现出优异的疲劳服役性能。
▲2000MPa级板簧典型拉伸曲线
▲2000MPa级板簧中纳米析出碳化物
目前，易红亮教授团队与钢铁企业、板簧企业、汽车企业紧密合作，实现了从科学到技术再到产品的快速产业化落地，为未来商用车的驾乘舒适性提升与轻量化做出巨大贡献。
