由東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室易紅亮教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的2000MPa級(jí)高應(yīng)力板簧用鋼，與國(guó)內(nèi)板簧用鋼頂尖企業(yè)方大特鋼合作，成功試制了全新的2000MPa板簧用鋼，在重慶紅巖方大汽車懸架有限公司試制的高應(yīng)力板簧，性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)板簧水平，于2020年10月底，成功完成了某國(guó)內(nèi)客車品牌的車型道路實(shí)驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果均滿足用戶要求，為國(guó)內(nèi)客車企業(yè)解決高應(yīng)力板簧的掐脖子問(wèn)題提供了技術(shù)支撐。

鋼板彈簧，又稱板簧，因構(gòu)造簡(jiǎn)單、維修容易，成本低廉，常被用于各種商用車和工程車輛的懸架系統(tǒng)。在車輛行駛過(guò)程中，鋼板彈簧承受車輪對(duì)車架的載荷沖擊，消減車身的劇烈振動(dòng)，保持車輛行駛的平穩(wěn)性和對(duì)不同路況的適應(yīng)性。在車輛行駛過(guò)程中，車輛懸架用彈簧構(gòu)件反復(fù)承受應(yīng)力的負(fù)荷，因此，板簧的疲勞耐久表現(xiàn)異常重要。

同時(shí)，為提升商用車的舒適性，通常希望板簧剛度降低，這就要求鋼板彈簧具有高的應(yīng)力負(fù)荷承受能力。此外，商用車的輕量化要求，也需要板簧構(gòu)件中各片厚度減薄從而達(dá)到懸架系統(tǒng)減重的效果，板簧的應(yīng)力水平進(jìn)一步提高。綜上，部分車型板簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力水平高達(dá)1300MPa，因此，需要開(kāi)發(fā)下一代的高應(yīng)力板簧用彈簧鋼材料及相應(yīng)的板簧制造技術(shù)。

現(xiàn)在常用的彈簧扁鋼產(chǎn)品主要包括60Si2Mn、50CrV、52CrMnMoV等，其屈服強(qiáng)度主要在1200~1500MPa，抗拉強(qiáng)度在1300~1800MPa，且中高碳的合金設(shè)計(jì)導(dǎo)致材料的韌性較差，已經(jīng)無(wú)法滿足汽車廠的高應(yīng)力板簧用鋼需求。

基于此，東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室易紅亮教授團(tuán)隊(duì)在2000MPa熱沖壓用鋼的研發(fā)基礎(chǔ)上，通過(guò)釩微合金化設(shè)計(jì)結(jié)合獨(dú)特的熱處理工藝，利用納米級(jí)得碳化釩析出大幅改善彈簧鋼馬氏體基體韌性，開(kāi)發(fā)了新一代的2000MPa高應(yīng)力板簧用鋼。通過(guò)產(chǎn)品取樣分析可知，開(kāi)發(fā)材料的屈服強(qiáng)度達(dá)到1700MPa以上，抗拉強(qiáng)度超1950MPa，-40℃的U型試樣沖擊功大于40J，顯示出極佳的強(qiáng)韌性結(jié)合。與現(xiàn)有板簧產(chǎn)品相比，強(qiáng)度提高可達(dá)20%以上且韌性提高達(dá)80%以上，同時(shí)，零件生產(chǎn)成本則幾乎未增加。在臺(tái)架疲勞測(cè)試上，采用該2000MPa級(jí)彈簧鋼的板簧可在最高應(yīng)力水平達(dá)到1300MPa的負(fù)荷下保持25萬(wàn)次不發(fā)生斷裂，展現(xiàn)出優(yōu)異的疲勞服役性能。

▲2000MPa級(jí)板簧典型拉伸曲線

▲2000MPa級(jí)板簧中納米析出碳化物

目前，易紅亮教授團(tuán)隊(duì)與鋼鐵企業(yè)、板簧企業(yè)、汽車企業(yè)緊密合作，實(shí)現(xiàn)了從科學(xué)到技術(shù)再到產(chǎn)品的快速產(chǎn)業(yè)化落地，為未來(lái)商用車的駕乘舒適性提升與輕量化做出巨大貢獻(xiàn)。