内燃机与配件
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—作者简介：董存（1982-），男，浙江富阳人，
研究方向为车轮钢圈制造工艺及应用。
0引言
高强度化钢材是汽车制造业选料的发展趋势。为达到
减轻车辆自重、节约能源，提升运载效率的目的，
对零件结构进行改造设计、多选取高强度材料都是可采取的措施。
车轮选取高强度钢制造可以取得更为显著的效果。
有研究表明如果将高强度材料应用在汽车车轮之类的旋转件，那么它的减重、节能效果明显高于非旋转件，前者是后者的1.2-1.3倍。况且车轮作为单个部件，非常易于进行试验与评价。所以，在汽车车轮中选择高强度钢的应用试验十分普遍。
高强度钢种类繁多，其中热轧钢的应用最为实用，
减重效果显著，因此，越来越多的企业选择使用热轧高强度钢应用于车轮的制造上。[1]
1汽车车轮的制造
1.1汽车车轮用钢的选材特点
作为汽车行驶的最基本的、最重要的部件，
车轮的地位十分突出。其生产工序很多，要求也很严格，
属于技术难度最强的部位之一。
车轮的制造包括轮辋成形、
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轮辐成形、组装加工、喷漆等，经检验合格才能得到车轮产品。制造车轮的钢材不能选择普通钢材，要精挑细选。其不但要有优良的可塑性、柔
韧性、高强度等，还要具有焊接性、冲压成形性、
耐腐蚀性、抗疲劳破坏性等一系列特点。
钢材强度提高，其可塑性会降低，成形性变差，疲劳缺口敏感性增加，
也会进一步影响焊接工序。因此高强度钢应用于车轮制造所带来的挑战更大。
1.2汽车车轮用钢的选材原理
经过冲压成形，可得到轮辐。因此，
轮辐用钢的特点是良好的拉伸成形性、深冲性、剪切边拉伸性等。
闪光焊接后再次滚压成形，可得到轮辋。因此，轮辋永刚的特点是具有良好的成形性。
评价闪光焊接性能最优选择是进行侧弯试验。良好的
侧弯延伸率是轮辋用钢应该具备的特点。
随着抗拉强度的增加，侧弯延伸率会下降。钢中硫的含量与侧弯延伸率呈
反比关系，因此，
为保持较高的侧弯延伸率，可降低车轮钢中硫的含量。在弯曲试验中，检验焊接接头弯曲成形性，
发现车轮钢中Si 、Mn 的含量会影响到焊接线上是否出现顶头裂纹。当Si （硅）、Mn （锰）含量比处于某范围时，不会产生顶头裂纹。
有研究表明，氧化物熔点低于钢则对减少裂纹有利。
在母材中，夹杂物会导致形成钩形裂纹，
这也与硫含量有关。当硫的含量降低到0.005%之下，钩形裂纹大大减少。
2汽车车轮钢圈用热轧钢的性能要求2.1汽车车轮钢圈用钢必备条件车轮制造工艺过程复杂，车轮在车辆使用过程中起重要作用，因此车轮钢圈用钢的技术要求极为严苛。良好的
韧性、良好的强度要互相匹配。除此之外，
良好的冷成形性、延伸凸缘性、焊接性，较高的抗疲劳强度都是车轮钢
圈用钢所应具备的条件。而且，性能优良之外，
汽车制造商们关注的另一个点是降低生产成本，以便于获取更多的利润。[2]
2.2试验用钢中所添加元素的作用
试验用钢的基本成分是Q235。在试验过程中，
为保障钢的韧性、塑性较高，冲压性能、焊接性能良好，
会在一定比例内降低碳的含量。由于碳的降低会对强度造成减弱影
响，所以又提高了钢中锰元素的含量，同时又将Nb （铌）
、Ti （钛）微合金元素添加其中。试验钢利用细晶强化、
固溶强化、析出强化等来完成钢板力学性能的提高。
Mn （锰）的作用：该元素可抑制奥氏体再结晶。因此该元素含量的提升可以将未再结晶控制轧制细化晶粒。该元素还有另外作用，那就是固溶强化以及可改善韧性、塑性。
钦的作用：作为一种微合金元素，
将其加入低碳合金钢中，作用是固定氮、脱氧、强化析出、
细化晶粒等。钢的力学性能的提升得益于碳化钦颗粒的析出、铁素体晶粒的细化。而且，如此一来，钢的强度变高，
塑性、韧性变得更好，焊接性能变好，也易于加工成形。
Nb （铌）的作用：
当钢中该元素质量分数小于0.015%时，可以起到抑制奥氏体静态再结晶、细化奥氏体晶粒的作用。因为它具有固溶拖拽作用。所以在试验过程中，有一
定比例的Nb （铌）、Ti （钛）添加到钢中。Si （硅）和S （硫）的作用：这二者会降低钢的可塑性、降
低其冲击韧性，还会对钢的焊接性、成形性、抗疲劳性产生负向影响，
因此，这二者尽量减少放入量。Al （铝）的作用：作为一种钢中的脱氧元素，
它非常有汽车车轮钢圈用热轧钢及其生产工艺
董存；孙小明
（浙江欧星环美汽车部件有限公司，富阳311400）
摘要：国内的载重汽车、中型客车的车轮一般都会采用低强度级别钢板。这种钢板生产的车轮具有厚度
大、质量高的特点。提高运
载效率、节约能源就要减轻车辆自重，因此使用更高强度级别的钢板制作车轮的实用性更强。但钢板的冲压成形与强度成反比。
作为汽车车轮钢首要性能，优良的成形性是必不可少的。在现有工业条件下，降低汽车车轮钢成本、提高其性能是当前的主要课题。本文从
描述车轮的制造入手，并进一步详细阐述一种新型的汽车车轮钢圈用热轧钢的生产工艺，
以期望对同行业生产工艺提升有所帮助。关键词：车轮；钢圈用；热轧钢；
生产工艺中图分类号:U463.341+.1文献标识码:A 文章编号:1674-957X （2021）12-0042-02
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（a）1号试验钢的金相组织（b）2号试验钢的金相组织
图1试验钢的金相组织对比图
4.2热轧钢的焊接性能
汽车车轮钢的良好焊接性能是保证汽车安全行驶的重要因素，而本试验开发的细晶粒车轮钢在焊接时又极易使热影响区组织粗化，因而研究该钢的焊接性能具有十分重要的意义。
汽车车轮钢圈用热轧钢必须具备良好的焊接性能，因为它可保障汽车的安全行驶，是最为重要的因素。进行闪光对焊试验后，试验钢的强度并没有改变，只是伸长率变得比之前下降一些，且位置处于母材处断裂，热影响区断裂现象并不存在。且焊缝的横截面硬度分布呈良好态势，