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1、无涂层和预涂层的合金淬火回火钢22MnB5对半成品及零部件的材料要求TL4225（2006-05-01）关键词：淬火回火钢，22MnB5，冲压淬火，感应淬火，预涂，铝硅热浸镀涂层，板材，冷轧，热轧，管变化以下变化是与技术供应规范TL4225（1995-09）相比做出的，标准全面修订1. 范围此标准对基体为22MnB5，通过冲压淬火或者感应淬火做出的无涂层或者预涂层热轧或者冷轧钢板、钢管（厚度0.656.00mm）进行了要求。2. 说明冲压淬火金属板的说明案例是由冷轧制造的厚度1.5mm的无涂层原材料：材质：TL4225+C半成品：EN10131-1,5冲压淬火Al-Si涂层钢板的说明案例是一种
2、厚度为2.0mm，涂层重量为150g/m2（DIN EN 10292标准涂层）：材质：TL4225+AS150半成品：EN10143-2,0焊接钢管的说明案例是一种外径为30mm厚度为3.0mm，一种无涂层通过感应淬火（水淬）墙强化的材料：材质：TL4225钢管：303.0-EN10305-33. 制造方法见表1。表1原材料冷轧、热轧，无涂层、预涂层型材，壳体，冲压淬火根据钢板厚度，900950奥氏体化510min，模具中淬火，冷却速率大于等于30K/s1）。钢管，感应淬火（水淬）9301050奥氏体化，连续水淬，冷却速率大于等于30K/s1）。1）更长的奥氏体化时间或者不同的奥氏体化温度要求
3、负责质量保证部门的批准。4. 要求4.1 基本要求首要供应的批准和变化是根据大众标准VW01155。禁止的有害物质是根据大众标准VW91101。4.2 化学成分（wt%）见表2。表2C(板材)C(管材)SiMnCrMoPSTiAlB0.200.250.230.270.150.401.101.400.350.350.0250.0050.0200.0500.0200.0600.0020.0054.3 对未强化板材和管材的要去4.3.1 机械性能根据标准DIN EN 10002-1确定垂直于轧制方向的机械性能，根据标准DIN50125试样尺寸H2080，这和不带涂层的试样横截面有关。见表3-板材原材
4、料机械性能。表3 板材原材料机械性能代码条件Rp0.2MPaRmMPaA80mm%min无预涂层+C冷轧31040048056020+H热轧32050010无机/有机涂层钢卷+XT冷轧31043048056019Al-Si热浸镀涂层+AS冷轧或热轧350550500700104.3.2 基体在冷轧条件下，基体组织为铁素体、珠光体和碳化物沉淀，并且偶尔含有小部分的贝氏体。典型晶粒大小10 ASTM，见图1.除非批准，否则有明显边界的锰硫化物并且沿纵向排列长度大于50m是不允许的，见图2。偏离基体要求需要获得负责质量保证部门的批准。图1 在未硬化条件下基体组织（横向微区，放大倍数500倍）图2 拉
5、长的锰硫化物50m（横向微区，未腐蚀，500倍）4.3.3 表面和涂层的要求12344.14.24.34.3.14.3.24.3.34.3.3.1 未腐蚀板冷轧产品初始条件下表面状态根据DIN EN 10268。冷成型用冷轧产品在冲压淬火前的粗糙度、峰值必须与加工方达成一致。除非另有约定，在测试的过程中，以下适用于SEP 1940：Ra（m）：1.1-1.70；Rpc（1/cm）：50在热轧条件下表面状态根据DIN EN 10111。4.3.3.2 有机或无机涂层钢卷（+XT）一种无机或有机涂层（溶胶 - 凝胶清漆系统）可以作为一种成型辅助或者缩放保护。燃烧过程约200C 250C，稍有影响的
6、机械技术特征值（见表3-原材料机械性能）。根据特殊协议规定涂层性能。4.3.3.3 AlSi预涂层钢板铝硅涂层和涂层重量的测试要求根据DIN EN 10292。常规涂层重量为150g/m2（AS150），参照表4-AlSi涂层重量150 g/m2。偏差涂层重量需要特殊的协议。表4 AS150铝硅涂层重量（150 g/m2）特征值单面最小涂层重量g/m2单面涂层厚度参考值m密度g/cm3三点单点典型值范围AS15070-9060-1002520-30大约3.0见图3横向显微涂层-未强化AlSi涂层（1000倍）。图3 未强化AlSi涂层（1000倍）4.3.3.4 管材焊接管材表面特性和内在特性
7、根据DIN EN10305-3，符合DIN EN10305-1无缝钢管。4.3.4 极限偏差和形状公差标准DIN EN 10131适用于冷轧板材，DIN EN 10051适用于热轧板材，DIN EN 10143适用于热浸镀涂层板材。焊管的尺寸和极限偏差依据DIN EN 10305-3，无缝钢管依据DIN EN 10305-1。4.4 对冲压淬火零部件及感应强化钢管的要求加工方负责冲压淬火或感应淬火条件的要求。4.4.1 机械性能见表5-在强化条件下的机械性能。根据DIN EN10002-1测定。冲压淬火零件试样尺寸依据DIN 50125为H12.550或者小试样k=5.65（例如a.b.L0=
8、2.0.6.20或者2.02035）。对于感应强化管材，于管轴纵向，裤子试样或圆试样根据DIN EN 10002 - 1(附录E)。表5 强化条件下机械性能条件Rp0.2MPaRmMPa延伸率硬度HV/HV30A80mm%minA50mm%minA%min冲压淬火（板）1000-12501300-16504.556400-520感应淬火（管）1100-14001400-1900678435-575在设计零件时，在阴极电泳过程中由于烘烤硬化效应导致屈服强度增加约100MPa，这点需要考虑在内。依据DIN EN ISO 18265-A.1基于零件硬度值对零件抗拉强度进行估计。在取得负责质量保证部门
9、的同意后，其负责过程监控，非破坏性试验方法确定组件上的硬度是允许的(如微磁方法)。4.4.2 基体基体组织为自回火马氏体，并含有残留贝氏体。锰硫化物通常是不允许的，当在淬火条件下，在腐蚀显微区，锰硫化物沿着轧制纵向（见4.3.2）排列清晰可见，见图4。当加载垂直于轧制方向的力时，这些夹杂物破碎，导致一种所谓的木质纤维结构(图5)，并且耐冲击能力明显降低。可以通过较好的脱硫处理或者冶金球化处理来降低硫含量，这样尽可能地降低锰硫化物形成这种结构。图4 在淬火条件下拉长的锰硫化物50m（横向微区，腐蚀，500倍）图5 由于拉长的锰硫化物形成的木质纤维断裂形貌（立体显微，32倍）4.4.3 在强化条件
10、下对表面和涂层的要求4.44.4.14.4.24.4.34.4.3.1 无涂层零件冲压淬火后，这些产品在完全防锈的条件下交付。在特殊协议下，产品也可以在不处理的条件下交付。对于除锈，用金属喷丸材料（依据DIN EN ISO 11124冷铸和钢铸件）喷丸清理被推荐使用。可选的其他除锈方法（例如超声波清理）需要获得负责质量保证部门的认可。4.4.3.2 表面脱碳依据DIN EN ISO 3887最大允许表面脱碳：DD=0.1mm。完全脱碳是不允许的。4.4.3.3 AlSi涂层零件横向显微区域涂层见图6。当涉及模具设计及模具磨损时，表面附近涂层区域的极限硬度必须考虑在内。涂层厚度：30-40m（见
11、4.6.1）。在硬化状态下镀层厚度应在横向 目测。为此目的，必须用硝酸溶液腐蚀微区，并且微区中明亮的合金层必须计算在总涂层厚度之内。由于制造方法不同，涂层厚度会产生变化，所以需要来自不同零件区域的足够数量的样本来进行评估。按淬火部件确定的涂层厚度的可选方法应与负责质量保证部商定。对比其他涂层测量方法与金相确定涂层厚度必须记录下来。图6 冲压淬火后AlSi涂层（500倍）成型过程产生的AlSi涂层球化是不允许的（见图7）。除非同意，否则AlSi涂层零件预先冷成型是不允许的。一定程度的变形会导致大面积涂层脱落或者来源于涂层和基体氧化残留物的明显脱落（见图8）。图7 不允许的冲压淬火零件AlSi涂层
12、球化（100倍）图8 含有氧化物残留AlSi涂层不允许有大面积涂层脱落（200倍）4.5 表面处理、磷化、喷涂涂油依据表6。涂油过程必须与后续工艺（烘箱工艺、连接、清洗、喷涂）相匹配。当通过船只运送货物时，推荐适合海运的包装。表6 涂油种类初始条件强化强化和喷丸无涂层QP A001可选择QP A001无机/有机涂层可选择可选择QP A001AlSi涂层可选择可选择-确保按照QP A020进行磷化处理。对于喷丸处理冲压淬火零件（+C,+H,+XT），必须适应磷化参数（例如自由酸）。当磷化AlSi涂层冲压淬火零件时，铝必须加入到磷化槽中，且保证铝含量限定值50mg/l。当铝元素不充分从磷化槽中析出
13、时，需要以氟铝酸钠冰晶石Na3AlF6形式析出，并且需要确保通过污泥清除系统 排出。否则，有冰晶石污泥析出在零件水平表面而被磷化的危险。涂装后性能参照TL 260。4.6 连接冲压淬火零件一般来说，冲压淬火组件连接概念必须早期与负责专家协商同意。4.6.1 焊接由于其特殊的属性，冲压淬火和感应淬火钢是有条件地适用于焊接。热影响区的硬度不均匀性在设计时连接时必须予以考虑。一般情况下，该区域焊接接头强度达不到基材强度。在焊接AlSi涂层板时，Fe-Al合金相出现在熔合线（腐蚀微区标亮）附近，此过程取决于焊接步骤及连接种类（cf.PV 6702）。当冲压淬火后最大允许涂层厚度超过40m时，在电阻电焊
14、AlSi涂层板时出现飞溅，并且需要的点焊直径可能下降（+AS，cf，4.4.3.3）。一种无机或有机涂层板料在喷丸、不喷丸条件下的焊接可行性必须在相应涂层体系下测试。4.6.2 高强度结构胶黏剂的粘接参照DIN EN 1465对板料强化条件下搭接接头拉伸剪切强度进行测试。非老化和老化试样的拉伸剪切强度所需的最小值必须与相应的质量保证和处理部门达成一致。对于AlSi涂层，冲压淬火钢，使用对应粘合剂能够达到剪切强度20MPa。通常情况下，涂层失效于较软合金层与上部脆性层之间。5. 参考标准PV 6702、QP A001、QP A002、TL 260、VW 01155、VW 91101、DIN 50125、DIN EN 1465、DIN EN 10002-1、DIN EN 10051、DIN EN 10111、DIN EN 10131、DIN EN 10143、DIN EN 10268、DIN EN 10292、DIN EN 10305-1、DIN EN 10305-3、DIN EN ISO 3887、DIN EN ISO 11124-1、DIN E
