《车身板材》PPT课件.ppt

车身板材培训,目录,钢板概况 汽车用钢板生产流程简介 钢板常用的力学性能参数含义 车身常用钢板分类及使用地点 不同钢厂常用材料牌号对比 汽车钢板的发展趋势 国内外水平,一、钢板概况,1. 钢板在汽车上的使用比例 钢板制件生产效率高、易形成流水线生产、零件互换性好以及生产成本低等优点，汽车工业、家电工业钢板用量很大。例如载重汽车（5吨）钢板占钢材总用量5055、轻型卡车（0.751.5吨）约占6065、面包车（15座）约占7580、轿车约占7578。 2. 我国钢铁企业在世界钢铁业的地位 2003年：宝钢排名世界第6位（1900万吨），鞍钢第18位（1000万吨），武钢第24位（830万吨），首钢第25位（817万吨）。2004年宝钢进入世界500强，排名372位。,二、汽车用钢板生产流程简介（1）,1. 生产流程 （1）热轧板： 铁矿石经过熔化钢水，冷却以后钢坯（50-70mm厚度）,经过七个辊 机热轧热轧钢卷开卷横切热轧板 （2）酸洗板 热轧钢卷盐酸酸洗冷平整（1.6左右）酸洗钢带开卷横切酸洗 钢板 （3）冷轧板： 热轧钢卷激光焊卷盐酸槽酸洗、清洗五机架冷连轧机（压下率60-75）退火冷平整机平整表面检查开卷横切（涂油）冷轧钢板。 （4）镀锌板 冷轧板，经过碱洗、钝化，然后入锌锅处理镀锌板 备注：得到的镀锌板分为两个方向： A，直接出售 B， 流向彩色镀锌线做彩镀锌板,二、汽车用钢板生产流程简介（2）,二、汽车用钢板生产流程简介（3）,2. 各工艺对钢板性能的影响 1）炼钢：主要控制成分，C,S,P,O,H,N元素的量及合金化； 2）热轧：主要控制板形、晶粒（细小的铁素体粗大的析出物）、板厚； 3）冷轧：通过冷轧压下率，再结晶退火，再结晶、晶粒长大有利于织构等；,三、钢板常用的力学性能参数含义（1）,力学性能：金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、伸长率、硬度、值、值等。 1.弹性：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力(去掉外力后能恢复原状的变形)。 2.塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形)，但不会被破坏的能力。 3.韧性：金属材料抵抗冲击载荷的能力，称为韧性，通常用冲击吸收功或冲击韧性值来度量。 冲击吸收功：试样在冲击载荷作用下，折断时所吸收的功。用符号Ak表示，单位为J。 4. 强度: 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服强度、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示，常用单位为MPa。 （1）屈服强度：金属试样在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号s表示，单位为MPa。一般的，材料达到屈服强度，就开始伴随着永久的塑性变形，因此其是非常重要的指标。 （2）抗拉强度：金属试样在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号b表示，单位为MPa。,三、钢板常用的力学性能参数含义（2）,5. 伸长率：金属在拉力试验时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，称为伸长率。用符号表示。伸长率反映了材料塑性的大小，伸长率越大，材料的塑性越大。 6. 硬度：金属材料的硬度，一般是指材料表面局部区域抵抗变形或破裂的能力。根据试验方法和适用范围的不同，可分为布氏硬度、洛氏硬度和维式硬度等多种。布氏硬度用符号HB表示，洛氏硬度用符号HRA、HRB或HRC表示，维式用HV表示。其具体应用一般可以分为： （1）硬材料用HRA，如：硬质合金材料，表面渗碳、碳氮共渗的材料； （2）较硬材料用HRC，如：淬火钢、调质钢、硬铸铁； （3）软材料用HRB或者HB，如：软钢、铝合金、铜合金等轻金属、未淬火钢、可锻铸铁等； （4） 薄件、小件、形状奇怪的件、上下表面不平的件用HV。但是HV是镶嵌法，操作比较麻烦。 备注：以上指标中，最常用几个指标是强度（s，b），伸长率（），硬度。,三、钢板常用的力学性能参数含义（3）,7.塑性应变比r值：r值表示钢板拉伸时，宽度方向与厚度方向应变比之比值。r值越大，表示钢板越不易在厚度方向变形（越不容易开裂），深冲性越好。 8. 应变强化指数n：钢材在拉伸中实际应力应变曲线的斜率。其物理意义是，n值高，表示材料在成形加工过程中变形容易传播到低变形区，而使应变分布较为均匀，减少局部变形集中现象，因此n值对拉延胀形非常重要。,四、车身常用钢板分类及使用地点（1）,1. 冷轧钢板： （1）普通冷轧板 宝钢现用的DC系列（DC01、DC03、DC04、DC06等）是沿用德系的牌号，D是drawing的缩写，C是common的缩写。相当比老标准的ST12，ST13，ST14，ST16。其中St12，St13属于一般冲压级，St14属于深冲级，St16属于超深冲级，宝钢99年前的标准根据冲压的复杂程度又将深冲级分为复杂(F),很复杂(HF)，最复杂(ZF)，如St14F,St14HF,St14ZF，它们的强度都相同，只是冲压性能有些差别，但是新标准已经取消了这些分类，统一称为ST14，它的强度标准不变，冲压性能都很好。此外，根据表面质量不同，St14，St16还分为05板和03板。如：st14O5，St16O5。03指的是表面允许有少量不影响成型性及涂、镀附着力的缺陷，如轻微的划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色等，一般用于车身内部件，表面粗糙度范围是：0.60.9um，通常情况下不写明03。O5是指产品两面中较好的一面不得有任何欠缺，即不能影响涂装后的外观质量或电镀后的外观质量，另一面必须至少达到03的要求，其表面粗糙度范围是：Ra0.9um,一般用于外覆盖件。宝钢BLC,BLD,BUSD, BUFD,BSUFD是沿用日系的牌号，与St12到St16基本对应。,（2）加磷高强度钢板 一般的，强化钢板的元素主要有C、Mn、Ti、Nb、Al等，有害的元素主要是P和S。实际上P的强化作用非常明显，仅次于C，但是数量要达到0.04以上才能使强化作用超过有害的部分，体现出强化作用。加磷钢正是基于这种原理制造的。主要有B170P1, B210P1, B250P1, B180P2(BP340), B220P2(BP380) 。，其中B代表baosteel，170，210，250等代表其最小的屈服强度（MPa），P代表加磷强化，P1中的1代表是超低碳（碳含量为双零小数点后两个零），P2中的表示低碳钢。这类钢主要用于车身中强度较高的零件。 （3）烘烤硬化钢(BH钢) 烘烤硬化钢是为提高钢板的抗凹性、抗划痕性和表面质量而开发的高强度钢板。BH值指经2%预应变得试样放置在170的温度下保持20分钟，然后再室温下进行拉伸试验，测得的屈服强度对该试样2%预应变时应力的增加值。该材料经过涂装烘烤后（170度左右），屈服强度会增加3050MPa，其机理是高温C、N原子扩散速度加快，位错聚集而强化材料。由于烘烤硬化钢的特殊性能，常将其用于表面覆盖件，如门外板，顶盖等。,四、车身常用钢板分类及使用地点（2）,（4）双相钢 在C，Mn钢中，成品以快速冷却方式冷却到Ms点，得到铁素体马氏体组织，马氏体量为520，马氏体量越高，钢板强度越高。目前可生产4001200MPa抗拉强度的双向钢，其优点是低屈强比，高n值，高烘烤硬化性，无屈服伸长等，在车身用钢中占有举足轻重的地位（用量在50，如超轻车身用量高达74）。宝钢已有B240/390DP， B280/440DP，B340/590DP和B400/780DP。双向钢一般用于成形要求严格并具有高强度，高碰撞吸收能的汽车零件，如：车轮，保险杠，悬挂系统和加强件等。 （5）镀锌板 镀锌板的主要作用就是有一定的防腐性能，但由于表面的锌层，会给冲压和焊接带来一定的困难，有基体相当于St16的DC54D+Z(St06Z)，相当于St12的DC51D+Z(St01Z)。镀锌钢板生产的汽车的腐蚀率、故障率仅为普通钢板生产汽车故障率的1/3，随着汽车使用期的延长更加明显。 目前，中国轿车车身全部采用镀锌钢板有：上海通用别克、上海大众帕萨特、一汽大众AudiA6和一汽轿车M6等。但目前生产量大的上海桑塔纳和一汽捷达，其车身用镀锌钢板每车约2025公斤。目前我们B11发动机罩内板使用的就是DC564+Z镀锌板，主要的就是增加内板的防腐性能。但是随着国产汽车走向世界，镀锌板的应用也是一种趋势。,四、车身常用钢板分类及使用地点（3）,四、车身常用钢板分类及使用地点（4）,四、车身常用钢板分类及使用地点（）,2. 热轧钢板 与冷轧板相比，热轧板轧制工艺简单，板料较厚，力学性能与普通冷轧板相当，如：SPHC相当于DC01，SPHE的性能介于DC03和DC04 之间。SPHC与SPHE的力学性能相当，但SPHE的延伸率略好。SAPH370与SAPH440一般用于底盘件，370与440是抗拉强度值。 备注：目前各汽车厂有以热代冷的趋势，当ST12 料厚大于1.8时， 一般用,五、不同钢厂常用材料牌号对比（1）,五、不同钢厂常用材料牌号对比（2）,六汽车钢板的发展趋势（）,1伴随汽车轻量化的发展趋势，世界上轿车用钢板的趋势向高强度钢发展。目前国外汽车公司在相当比例的轿车零件上应用有高强度钢板，日本五家最大的汽车公司轿车零件高强度钢板的应用比例80年代为15%，90年代超过30%，1999-2001年新开发的车型高强度钢板使用比例最高达52%。欧洲进行的3L/100km样车开发项目、ULSAB组织更是把整个车身90的冲压件使用高强度钢板和超高强度钢板作为目标。 2考虑到冲压工艺对材料性能的要求，国内20世纪90年代，主要是开发超深冲IF钢，目前宝钢的IF钢处于世界领先水平。结合材料强度和成型性要求，汽车板的另一个发展趋势是研发高强度高塑性的汽车钢板，比如：TRIP钢（相变诱导塑性钢）,六汽车钢板的发展趋势（）,3宝钢汽车用钢板的发展情况 a)20世纪90年代前期，以生产低碳铝镇静钢，生产工艺以罩式退火为主，代号产品为st12、st13、st14等。 b)20世纪90年代后期，大力发展超深冲IF钢和高表面质量的“O5”钢板。同时开展一些冷轧高强度钢板的试验工作，如BH340、BP340、BP380等。 c)21世纪初，由于三期工程较多，并拥有冷连退火生产线，大力发展高强度钢板，如B170P1、B