宝钢汽车用超高强钢-奇瑞交流.ppt

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：230MPaTS：380MPaA80：35r：0.3260级YP：265MPaTS：410MPaA80：33r：0.2,二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢,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：DualPhase）,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、8001000和1200MPa热镀锌：500、600、800和1000MPa热镀锌合金化：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(140-220MPa)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（Floorcrossmember）防撞加强构件（Bumperreinforcement）轨（Rail）前翼构件（frontsidemember）后侧外部构件（Externalrearsidemember）悬挂构件(Towersuspension),三、宝钢先进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相变诱导塑性钢（TRIP:TRansformationInducedPlasticity）,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%）CSiMnPS0.22.02.00.020.015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、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，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)/d0100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,HSLA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)性能稳定性的系统控制，相对于一