冷热复合成形技术与结构轻量化应用

【作者】 韩静涛；

【机构】 北京科技大学；

【摘要】 传统金属塑性加工工艺以冷加工、热加工划分,产品开发和应用受到了很大的限制,我们提出的冷热复合成形技术,很好的解决了高强、厚壁、复杂断面材料的成形技术难题,开发出多种钢材深加工新产品,使金属材料加工技术获得了更广泛的应用。(1)汽车与运载工具轻量化。高强钢大幅降低运载设备重量,提高设备承载能力和安全性,但塑性差难成形。新开发的≥1500MPa超高强异型钢管,2018年起大批量应用于宇通、金龙客车车身,及轿车防撞杆、保险杠、稳定杆等结构件,将成为运载工具主要结构材料,为国内市场新增≥15万吨/年汽车热成形钢市场;(2)钢结构建筑/装配式住宅。钢结构技术发展瓶颈为厚壁≥6mm构件制造。因成形部位出现厚度减薄、裂纹、残余应力等问题,占结构钢≥50%的梁柱件只能采用箱型梁/柱工艺,手工操作和焊接工作量大,质量难于控制,后期畸变和运维成本高,环境污染严重。新(角部增厚、塑性最佳、无残余应力)尖角厚壁方矩型钢管,可提高钢材贡献率≥20%,确保结构安全,住建部专家一致认为该技术将大量应用于各类构造物主辅承力结构,必将推动钢结构建筑划时代的技术进步,并为中国钢铁业新增≥4000万吨/年应用市场。2018年4月已完成第一条示范生产线建设,并于2018年6月承接了冀中能源300万吨/年新建大型高精钢材深加工生产基地建设任务。(3)交通运输。钢结构桥梁为国家重点关注技术,我国钢桥比将由≤1%迅速提高到≥30%,但造成≥90%钢桥病害的传统U肋,成为制约"瓶颈"。端部增厚UTU肋,大大增强焊接接头疲劳性能,提高钢桥运行可靠性和稳定性。新产品已在≥20座大型桥梁建设中获得应用,将为我国钢铁行业新增2200万吨/年市场。更多还原