汽车用高强钢—与奇瑞技术交流(ppt 42页).ppt

1、宝钢汽车用高强钢 与奇瑞技术交流,宝钢技术中心汽车板所,2007-11,一、高强汽车钢板的发展趋势 二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢 三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状 四、宝钢高强度汽车板的未来,内 容,1.1 汽车钢板的分类 低强度钢：无间隙原子钢（IF）、低碳钢等 普通高强度钢：碳锰钢、各向同性钢、BH钢、HSLA钢等 先进高强度钢：DP钢、TRIP钢、CP钢、MART钢等,1.2 汽车钢板发展的动力 社会对汽车安全性、节能性和环保性的要求,提高汽车安全性 - 提高材料吸能的能力 提高抗撞击性 节能和环保 - 减少车重降低油耗 提高发动机效率 降低行驶阻力,车重和油耗之间的关系 轿车

2、减轻自重10可降低油耗37 卡车减重1000kg可降低油耗67,一、高强汽车板的发展趋势,1.3 高强汽车用钢的发展趋势 车身轻量化和提高碰撞安全性是一对矛盾，解决这一矛盾的主要和基本途径之一就是应用高强度钢，其有效方法就是在提高钢板强度的同时，减薄钢板厚度,汽车用高强钢的开发,一、高强汽车板的发展趋势,1.4 汽车轻量化项目 为了应对非钢铁材料的挑战，世界主要钢铁企业于上世纪90年代启动了汽车轻量化项目，包括超轻车身（ULSAB）、超轻覆盖件（ULSAC）、超轻悬挂件（ULSAS）和在此基础上的超轻概念车项目（ULSABAVC,一、高强汽车板的发展趋势,一、高强汽车板的发展趋势,1.5 高强

3、钢在GM中的应用,一、高强汽车板的发展趋势,一、高强汽车板的发展趋势,一、高强汽车钢板的应用及趋势 二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢 三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状 四、宝钢高强度汽车板的未来,内 容,2.1 冷轧/电镀锌各向同性钢（IS,各向同性钢是起源于欧洲的一种外板用钢，主要用于欧洲一些车型的外板，其特点是低碳钢，具有较好的成形性和抗时效性。目前有微Ti处理和固溶强化两种设计流派,典型性能： 220级 YP：230MPa TS：380MPa A80：35 r： 0.3 260级 YP：265MPa TS：410MPa A80：33 r： 0.2,二、宝钢正在推广应用的部分普通高强

4、钢,用途：汽车外板或复杂结构件,用户：一汽大众宝来和Golf外板 长安Ford和上海大众Focus的外板,二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢,特点：烘烤硬化钢板在冲压成形前，交货状态下的屈服强度比较低，有利于成形。冲成零件后在涂漆烘烤过程中屈服强度进一步提高，最终表现出较高的抗凹性。 用户：宝钢的BH钢板采用微碳设计，具有温度的烘烤硬化性和很好的抗时效性，已经广泛应用于大众的Passat和Audi等车型的外板生产,2.2 烘烤硬化钢（BH钢,供货标准,二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢,原理：利用微合金元素细化晶粒和弥散强化，得到高强度和良好的焊接性能,其屈强比较高（0.80以上） 强度级

5、别： YP： 280、340、410、 450、500MPa 组织特点：铁素体 典型用途：结构及其加强件如，蓄电池托架，座椅骨架，梁、柱等，用户包括大众和通用的配套厂,2.3 冷轧析出强化钢板(HSLA,二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢,一、高强汽车钢板的应用及趋势 二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢 三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状 四、宝钢高强度汽车板的未来,内 容,3.1 先进高强钢的分类,AHSS钢主要包括双相钢（DP）、相变诱导塑性钢（TRIP）、复相钢（CP）、马氏体钢（M）以及热冲压成形钢（MnB）等； 从生产工艺来分，主要包括热轧产品、冷轧产品和 镀锌产品,三、宝钢先进

6、高强度汽车板的开发现状,60kg热轧DP典型力学性能，可以供货,轿车轮辐、汽车配件、结构件,3.2.1 热轧双相钢,3.2 双相钢（DP：Dual Phase,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,性能特点： 具有高强度、低屈强比、无屈服点延伸 具有良好的冷成形性能、高的应变硬化指数、有高的烘烤硬化性能、良好的疲劳强度以及优异的碰撞性能,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,生产方法：由低碳低合金高强度钢经临界区处理和快速冷却获得 组织：铁素体马氏体（10-20% ） 种类： 冷轧和电镀锌：500、600、800 1000和1200MPa 热镀锌：500、600、800和 1000MPa 热镀锌合

7、金化：500、600、800 和1000MPa,3.2.2 冷轧/镀锌双相钢,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,性能特点： 加工硬化:在低的应变区（2% - 3%） 屈服强度提高很快 (140-220 MPa) 无屈服延伸，无室温时效 BH：3580MPa 屈强比较低（0.50.65,典型用途： 车底十字构件（Floor cross member） 防撞加强构件（Bumper reinforcement） 轨（Rail） 前翼构件（front side member） 后侧外部构件（External rear side member） 悬挂构件(Tower suspension,三、宝钢先进

8、高强度汽车板的开发现状,暂行供货技术条件：热镀锌双相钢(GI和GA,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,暂行供货技术条件：冷轧双相钢,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,TRIP钢是形变诱导塑性钢，即在成形过程中残余的奥氏体会逐渐转变为硬的马氏体，有利于均匀变形,实现了强度和塑性较好的统一，较好地解决了强度和塑性矛盾。 组织：铁素体贝氏体残奥 种类： 热轧：600MPa、700MPa、800MPa 冷轧和电镀锌：600MPa、700MPa、 800MPa 热镀锌：600MPa、700MPa、800MPa,成分组织特点： 0.1C+1.4Mn+1.0Si, FBrA(5-15,3.3 相变诱导塑

9、性钢 （TRIP:TRansformation Induced Plasticity,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,性能特点： 高碰撞吸收能 高强度塑性积 高的n值，成型性好,典型力学性能,用途：结构件、安全件等,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,宝钢冷轧TRIP和电镀锌TRIP钢可供货标准,牌号：B380TR 化学成分（熔炼）：（wt%） C Si Mn P S 0.2 2.0 2.0 0.02 0.015 力学性能：YS380MPa，TS600MPa，EL5026 尺寸规格：（0.82.0）（8001200）mm,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,宝钢热轧TRIP钢的技术指标,三

10、、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,已完成实验室研究，工业性试验需在三热轧进行。 TRIP950 通过公安部枪击试验认证，可用作运钞车的防弹板,国外钢厂热轧复相钢,宝钢复相钢技术指标,组织由铁素体、贝氏体、马氏体和沉淀析出相等组成。具有晶粒细、高屈服强度和抗拉强度、吸收功的能力强、良好的成形性能和耐磨性能,3.4 热轧复相钢（CP,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,B900FD钢板典型机械性能,宝钢防弹钢用于运钞车防弹钢板，下图是枪击照片,正面 反面,防弹钢B900FD目前在2050热连轧生产线生产，由于卷取温度不能降低，屈服强度有偏低的现象。目前，CP900将在三热轧考核时进行工业性试验，预

11、期将取得良好效果,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,3.5 马氏体钢（Martensite） 热轧或者冷轧连续退火后淬火成马氏体组织，具有非常高的强度,组织：板条马氏体 用途：汽车的加强件和安全件 分类： 冷轧产品：1000、1200、1400、1500MPa 热轧产品： 1000MPa到1500MPa级别的冷轧马氏体钢在实验室研发已经取得成功,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,3.6 热冲压成型钢（MnB） 为满足日益苛刻的车体减重和抗碰撞安全性能的要求，要求进一步提高车体部件强度。但随着强度的提高，钢板的成形性能降低，要提高冲压设备能力，冲压时易出现开裂、回弹大、形状稳定差等缺陷。 板

12、材热成形工艺就是利用金属在高温状态下延展性会迅速增加、屈服强度迅速下降的特点，利用模具使零件成形的工艺。 将钢板被加热到奥氏体温度区间（约900）进行热冲压，同时在冲模内对冲压件快速冷却（淬火），可制造抗拉强度达到1400MPa以上的部件,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,成分特点特点：炭含量低，Mn和B含量高 显微组织：马氏体 应用： 结构件 分类：热轧和冷轧产品,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,宝钢热成形用钢技术指标,BR1500HS钢典型力学性能,BR1500HS热处理后力学性能,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,3.7 其他高强钢 3.7.1 高扩孔钢 许多汽车零件需冲孔翻边，

13、其扩孔翻边性能与钢板的组织有关。研究表明单项组织具有较好的扩孔翻边性能，两相硬度差越小（如F+B）的钢板扩孔翻边越好。 用扩孔率表示扩孔性能 ：= (df- d0)/d0 100 用途：汽车摆臂、轮辋轮辐、底盘构件及需要扩孔或翻边的构件等,宝钢高扩孔钢的技术指标,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,铁素体高扩孔钢 屈强比高、具有高的扩孔性能，适合高温卷取可在2050热轧线生产。可批量供货。目前每月有100吨的订货量，用于汽车摆臂的制造,典型力学性能,FB高扩孔钢 具有高的扩孔性能、屈强比低，需采用分段控制冷却、卷取温度比较低。已完成实验室研究，590级进行过一轮工业性试验,FB典型微观组织,H

14、SLA钢 FB高扩孔钢,后桥悬架摆臂（天津丰田,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,3.7.2 高强度大梁钢板 宝钢高强度大梁钢板的技术指标,工业性试验钢板机械性能,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,3.7.3 轮辋钢 有500MPa、550MPa等几个级别 技术指标,B550CL典型机械性能,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,一、高强汽车钢板的应用及趋势 二、部分正在推广应用的普通高强钢 三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状 四、宝钢高强度汽车板的未来,内 容,4.1 国外和宝钢部分品种大类和强度级别情况 1,注：*代表一个抗拉强度下有2个或2个以上的屈服强度； :目前可生产，:实验室研发

15、中，/:无此产品,四、宝钢高强度汽车板的未来,注：*代表一个抗拉强度下有2个或2个以上的屈服强度； :目前可生产，:实验室研发中，/:无此产品,国外和宝钢部分品种大类和强度级别情况 2,四、宝钢高强度汽车板的未来,4.2 宝钢汽车板新产品的研发方向 汽车板是宝钢的战略产品，目前国内的汽车板市场占有率达60。随着市场竞争加剧，宝钢必须不断开发新产品来扩大供货领域，其中AHSS钢板系列将是今后一个主要研发方向，具体包括： (1) AHSS钢板品种的开发，包括热轧DP钢、热轧TRIP钢、热轧CP钢、冷轧CP钢、热镀锌DP钢和热镀锌TRIP钢等。 (2) 开展AHSS钢板的使用技术研究，主要包括镀锌钢板的成形、高强度钢板的高速动态性能、疲劳性能以及焊接性能等，为用户更好地使用奠定技术基础。 (3) 性能稳定性的系