空气硬化钢

　　前不久，有个朋友问我，是否知道Salzgitter Flachstahl GmbH公司生产的一种被称为“空气硬化钢”的钢种?能不能找机会介绍一下?

　　我说可以。

学而时习之，不亦乐乎？

　　其实，空气硬化钢并不新鲜，在工具钢中较为常见。第一个空气硬化级工具钢是mushet钢(Robert Mushet's Special Steel 【RMS】)，在当时被称为空气硬化钢，或自硬化钢。现代的空气硬化钢铬含量高，热处理变形小，可加工性好，具有较好的耐磨性和韧性。

　　主流的空气硬化工具钢以长材(如方棒、扁钢等)产品形态供货较为多见。

　　今天介绍的Salzgitter Flachstahl GmbH公司的空气硬化钢，则是以扁平材状态供货的产品。在考虑了产品的成形性能和可焊接性的情况下，这种空气硬化钢在化学成分方面进行了较大调整，大大降低了碳当量。

　　目前，Salzgitter Flachstahl GmbH公司的空气硬化钢可归属于“成形后可热处理钢”(PFHT：post-forming heat-treatable)这一产品类别。

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　　LH® 800和LH® 900是Salzgitter Flachstahl GmbH公司的专有钢牌号，尚未纳入公认标准，其供货状态包括热轧态和冷轧态。

　　从钢分类规则看，它属于合金钢，类似于12CrMoV69(材料号1.7734)，钢厂出厂状态称为软态，具有良好的成形性能(冲压性能)，在制成零件并热处理后(退火+硬化+回火)，具有高强度。

　　需要说明的是，LH源自德文“lufthärtenden Stählen”，即空气硬化钢的意思。以下把Salzgitter Flachstahl GmbH公司生产的空气硬化钢简称为LH钢。

　　LH钢可用的成形方法有很多，它可通过冲压、液压成形(预制作焊管)或其他成形方法制作零件，随后，零件可在保护性气氛的热处理炉内进行退火热处理(奥氏体化)，随后在空气或保护气体中自然冷却并完成硬化，最终通过回火来消除应力。因此，这种牌号的钢也被俗称为“空气硬化钢”。

　　良好的硬化性和耐回火性：除碳、锰外，钢中还加入了其他合金元素，例如铬、钼、钒等，还包括了硼、钛。

　　优良焊接性：无论在软态、空气硬化态，或者软态+空气硬化态组合的情况下，LH钢的可焊性都非常好。

优良可镀性：

　　采用空气硬化钢制作的部件，在各种不同的镀层工艺中(KTL、常规热浸镀锌、高温热浸镀锌)，均有良好的可镀性。

注：

KTL工艺（电泳-浸入-清漆涂装）：

　　一种车厂常用的表面涂装喷漆的方法，用KTL方法要比普通的喷漆更加耐腐蚀耐酸等。

常规热浸镀锌：

　　是指在440~460℃进行的热浸镀锌。

高温热浸镀锌：

　　是指在520~600℃进行的热浸镀锌。高温热浸镀锌是一种解决包括含硅量高于0.25%在内的所有含硅活性钢镀锌问题的可能途径之一。

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交货状态

　　LH®800和LH®900钢的交货状态为热轧钢带或冷轧钢带。钢带的宽度范围为900mm~1450mm。

　　以热轧钢带交货时，厚度范围为2.0 mm~6.00 mm，表面状态默认为酸洗，也可根据供需双方的协议以热轧态供货。

　　以冷轧钢带交货时，厚度范围为0.70 mm~2.80 mm，表面质量等级为A(符合DIN EN 10130的相关规定)。

　　由于热轧带钢的表面质量等级还未标准化，特殊的客户要求，必须在订货前达成一致。

　　交货依据是DIN EN 10021的规定。通常，对于冷轧钢带，尺寸及外形允许偏差应符合DIN EN 10131的规定，对于热轧钢带，尺寸及外形允许偏差应符合DIN EN 10051的规定。也可以按照供需双方约定的特殊条款交付。

　　钢带按批检测。每个检验批由不大于20吨的同牌号，同厚度的钢带组成。对于重量大于20吨的单个钢卷则单独成批。

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LH钢的化学成分（熔炼分析）：

LH钢沿着焊接方向的拉伸试验的力学性能

(交货状态为软态、未热处理)

　　经热处理(即退火+空气硬化+回火)后，该钢的抗拉强度可达1000MPa，总伸长率A5≥13%。

　　现有的LH钢硬化后的特征值数据，是基于特定的工艺或特定的零件获得的，由用户负责完成零件的最终状态。

　　在软态下，通过热浸镀锌工艺处理后，钢也可获得的屈服强度增加值约为80 MPa，与烘烤硬化的效果基本相当。

金相组织(冷轧钢带、交货状态为软态、未处理)

　　LH®800和LH®900在其软态(热轧或冷轧)下交付时，典型的金相组织为：铁素体基体+碳化物析出，并有少量的残余奥氏体，典型的晶粒尺寸≥9 ASTM。

金相组织(交货状态为回火态)

　　在热成形过程中，通过加热，钢的组织将相变为奥氏体状态(在保护气体气氛中加热至950℃以上为最佳)。

　　随后，钢成形为部件后，在空气(或保护气体气氛中)中冷却，获得了马氏体组织，也即获得了高强度的部件。通过随后的回火，可释放被硬化部件的内应力。同时，硬化部件的硬度被适度降低，从而获得所需的韧性值。

LH钢的成形性

　　LH®800和LH®900钢在软态下，具有非常好的冷成形性能;在淬火和回火状态下，具有很高的强度，最终零件还保留了一定的可成形性。

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　　LH钢是专门为汽车工程而研制的。可以预期，在其他领域的应用也会越来越多。

　　LH钢在冷轧交货状态下具有很好的成形能力，因此适合生产结构复杂的零件。在空气或保护气体中冷却热处理后，可达到极高强度。

　　这种钢是专门为满足汽车轻量化设计和制造的要求，并确保卓越的车辆碰撞性能而开发的。由于成品零件的机械性能非常好，因此可以显著减轻车身重量。

　　由于兼具较好的成形性能和硬化能力，使Salzgitter Flachstahl GmbH生产的LH®800和LH®900特别适合于制作需要承受“高静应力和高动应力”的焊接组件，以及汽车行业中与承重和安全相关的组件。

　　例如横梁，B柱，底盘件，A柱加强管，各种不同的结构元件。

　　LH钢带还可用于生产符合EN 10305 -2或EN 10305-3标准的高频焊接精密管。在这种情况下，客户可一站式采购同成分的扁平材和管材。这些用LH钢制成的管材特别适合于液压成形应用。

　　由于LH钢良好的成形性能，因此，即使是最复杂的零件，也可以在免除中间退火工序的情况下完成制作。

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LH钢使用注意事项：

　　使用LH钢的钢制品公司，应验证性能计算、施工和加工方法与材料要求的一致性。需要采用符合当前技术水平的合适的成形技术，并可按需要进行调整。

　　根据用途的不同，这种钢材在加工过程中，可使用防锈剂或成形辅助剂(预润滑油、热熔胶)进行处理。

　　Salzgitter Flachstahl GmbH的LH钢，可适用所有的电焊技术。用户可按照常规的电焊技术规则，进行手工焊接或机械化焊接。焊接LH钢时，无需添加昂贵的，高质量等级的填充材料。

　　如果用LH钢制作钢结构，那在设计中，应采用借助接头，能把应力(作用力)从一个部件转移到下一个部件的结构形式。

　　如果这种钢与其他强度较低的钢连接在一起，则接头的强度取决于强度较低的钢。

　　用户使用LH钢时，必须考虑以上这些因素。

目前，salzgitter-flachstahl公司已用RobuSal®800取代了LH®800，RobuSal®900取代了LH®900。

RobuSal®是一种以极端稳定性和疲劳强度著称的钢。