中国高强度钢板研究应用及发展趋势（页）

1、中国高强度钢板研究应用及发展趋势地域：国内信息类别：行业动态行业类别：钢 铁作者：发布人：钢铁行业管理审核发布时间：2010-11-05 15:27:18.01、汽车钢铁材料的主要发展方向1. 1当今汽车轻量化的主要途径节能、安全、环保是当今世界汽不发展的主题。研究表明：减小汽不自重是汽车降低燃油消耗及减少排 放的最有效措施z。由于钢铁材料在强度、塑性、抗冲击能力、冋收使用及低成本方面具育综合的优 越性，其在汽不材料小的主导地位仍是不可动摇的。目前汽车用钢逐步向高强度化方向发展，当钢板厚 度分别减少0.05、0.10和0.15mm时，车身减重分别为6%、12%和18%。可见，增加钢板的强度从而

2、减少 钢板的厚度是减轻车重的重要途径，用高强度钢板代替普通低碳钢冷轧钢板是汽不钢铁材料今后主耍的 发展方向。1.2高强度钢板的主要优点可减轻零件的重量。一些资料表明，若钢板的强度提高4050mpa,车身外板制件的板厚可减小10% 15%,不身内部制件的板厚可减小20%左右。加工便化(或应变硬化)率比普通钢板高，可吸收更多的冲击能量，因此用于底架的前后纵梁等处和要 求高强度、耐久性部位，可以提高汽千的安全性。(3)用于车身外部件，除了可减薄零件的厚度外，由于具有烘烤硬化性，在经过油漆烘烤后，还可以増人 零件表面便度，提高外表面制件的抗凹陷性能。高强度钢板用做年身材料的主要限制是：随着钢板强度级别

3、的提高，其成形性(仲长率)变差。因此，高 强度钢板最初主耍用于车身的前保险杠和车门抗侧撩梁。近年來，随着高强度钢板的研制和开发，其成 形性、焊接性、疲劳强度和外观质量都有所提高，现在高强度钢板已广泛代替普通钢板來制造车身的结 构构件和板件，其应用比逐年增加。2、高强度钢板的分类高强度钢板(high strength steelsiiss)是在普通碳素钢的基础上加入少量合金元索制成的。这种钢板 的生产成本与普通碳索钢板相近，但由于合金元索的强化作用却使其抗拉强度比普通钢板高得多。随着 冶金技术的进步，以超低碳为基本特征的，具有深拉深性、高强度、烘烤便化等性能的新一代汽年用钢 板逐步形成。根据国际

4、上对超轻钢汽车的研究(ulsab-avc),把屈服强度为210550mpa的钢板称为高强度钢板，屈服 强度人t 550mpa的钢板称为超高强度钢板。根据强化机理的不同乂把高强度钢板分为普通高强度钢板和 先进高强度钢板(ultra high strength steel一uhss 和 advaneed high strength steel一ahss)。2.1普通高强度钢板(uiiss)高强度if钢板(无间隙原子)：使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时，拥育较高的强度，满足复杂形 状轿车冲压件性能要求。烘烤碾化钢板(1州):钢板冲压成形前具有较低的屈服强度，通过冲压成形后的涂漆烘烤工艺使钢板的屈

5、 服强度增加。含磷钢板(p):利用磷在钢中的間溶强化作用进行强化，可以用来冲制一些形状比较复杂的汽车冲压件。超低碳含磷钢板：该钢具有良好的深冲性、塑性和韧性。各向同性钢板(is)：主要用于汽车外板。2. 2先进高强度钢板(ahss)双相钢板(dual-phase简称dp): 一般用于髙强度、髙的抗碰撞吸收能冃成形要求也较严格的汽车零件， 如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等，随着钢种性能和成型技术的进步，dp钢也被用在汽车的内外 板等零件上。贝氏体钢板(bp):适合冲压汽车支撑类部件，这类部件较厚冃要求翻边性能良好。相变诱导塑性钢板(简称trip)：特别适合要求具冇髙胀型情况。复相钢板(简称c

6、p)：具冇高的吸收能和好的扩孔性能，特别适合于车门防撞杆、保险杠和b立柱等安全 零件。马氏体钢板(mp):是口前商业化髙强度钢板中强度级别最髙的钢种。主要用于成型要求不髙的车门防描 杆等零件代替管状零件，减少制造成本。3、高强度钢板的性能分析3. 1高强度钢板的基木力学性能研究表明，各类髙强度钢板因其固冇的特性不同，用途也不同。如烘烤硕化钢板具有冲压成型前较软、 形状稳定性好和烘烤后抗凹陷性能较髙的特点，特别适合于冲制汽车的外覆盖件。双相钢和相变诱发塑 性钢具有高的强度、高的碰撞吸收能和高的抗疲劳性能等特点，适合于冲制结构件和安全件等。从髙强度钢材的强度与伸长率的关系可以得知，各类钢随强度的提

7、髙，塑性明显下降。但各种钢因强化 机制不同，在提髙强度的同时塑性的下降程度也不同。利用相组织强化的钢种则具有髙强度和髙塑性的 综合优良特性，如trip钢和dp钢等。由于汽车车体零件多采用冲压成形，塑性是汽车钢扳的重要性能。 因此，具有强度和蜩性综合优良性能的钢种成为高强度钢板的发展趋势。3. 2高强度钢板的冷冲压成形性能髙强度汽车钢板除基本力学性能外，其综合成型性能越来越受到巫视，这些性能主要包括成型极限、冋 弹性、扩孔性能和弯曲性能等。髙强度if钢板(bif340)的成型性能相对较髙，可做深拉和深冲功能件， 其他钢种可做和应变形功能件，以增强抗变形能力。烘烤破化和各向同性钢(bh180和ts

8、220)的成形性和 当；同等抗拉强度钢(bh180和ts220)的成形性相当。3. 3高强度钢板的烘烤硬化性烘烤硬化特性指板材在交货状态下具有较低的屈服强度，在经过冲压成形、喷涂烘烤后屈服强度得到一 定程度增加的性能，利用这一性能开发的汽车钢板称为烘烤硬化板，可解决汽车冷轧板的强度，冲压性 能和覆盖件局部凹痕抗力之间的矛盾。汽车制造在经过涂漆工序（约170°c保温20min）时，一些使用具冇烘烤硬化特性的钢板生产的零件山于人 工时效而产生材料强度的提髙，从而提髙车身的性能。很显然，烘烤的时间和温度对烘烤硬化的效果显 著。随着烘烤时间的延长，烘烤破化值提高。随着烘烤温度的升高，烘烤破化

9、值线性提高。3.4高强度钢板的抗凹性抗凹性是外板的一个重要评价指标，对于同一种bh钢板，烘烤硬化处理后约可提髙钢板抗凹性能10%。 tr1p600较dp600具有更高的抗凹陷能力。两种厚度bth340烘烤板，烘烤后局部凹痕抗力都提髙20%以 ±o bth340高强板的成形零件烘烤后载荷一一i叫痕深度illi线明显捉高，说明烘烤硕化特性提高了高强板 局部m痕抗力。3. 5高强度钢板的焊接性能汽车在制造过程中使用多种形式的焊接，但点焊仍是最主要的焊接方法。同软钢相比，山于髙强度钢板 中合金元素较多，其可焊电流范围也将发生很大的变化，对于镀锌髙强度钢板还要考虑镀层的影响。因 此通过研究高强

10、度钢板的可焊性，可对汽车厂合理焊接工艺的制定起到一定的指导作用。3. 6高强度钢板的抗腐蚀性一般说来，髙强度钢的抗腐蚀性与低碳钢相当。但是山于釆用了髙强度钢板，减薄了厚度，因此必须巫 视腐蚀问题。因为薄板与厚板相比更容易生锈，所以用高强度的薄钢板要釆用保护涂层。现在釆用的单 血镀锌板、锌钻镀层或其他合金镀层，近年來又发展了双血镀锌钢板。高强度钢板的表血质量对抗腐蚀 性非常重要，必须清除退火过程屮表面残余碳层，涂漆而，经磷化处理后的钢板其磷酸盐也要很好清理, 以保证钢板的表面清洁度。4、高强度钢板的发展趋势4. 1优先发展高强化的先进髙强度钢板随着国内汽车ahss钢板用量不断提髙，开发ahss钢

11、板，包括热轧dp钢、热轧trip钢、热轧cp钢、热 镀锌dp钢和热镀锌trip钢等，成为国内汽车钢板厂的主要研究内容。开展ahss钢板的使用技术研究， 主要包括镀锌钢板的成形、高强度钢板的髙速动态性能、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。性能稳雄性的系统控制，和对于一般的高强度而言，ahss钢板对成分和工艺具有更高的 敬感性。4.2开展对髙强钢板成形及应用技术、性能评价方法等方而的系统深入研究尽管超轻钢项目（ulsaihwc）在汽车轻量化与提髙冲击女全性方而取得了令人嘱口的成果，并目-在爲强钢 板成形技术研究方而也取得了长足的进步，但山于髙强钢板成形性能的特殊性及复杂性，需

12、要不断地进 行技术创新，特别是一些关键成形技术的基础性问题亟待解决。同时h前的研究主要集中在相对简单的 零件，对大型复杂件还鲜冇研究，冇一定的局限性。随着高强钢板应用领域的不断扩大，迫切需要开展 对高强钢板成形及应用技术、性能评价方法筹方面的系统深入研究，为汽车轻量化和实用化的推广提供 理论依据和指导。4. 3进一步提高耐蚀性，发展镀锌钢板在汽车用材方面首先向钢材发起挑战的是铝材，铝材除具有轻量化的特点以外，其耐蚀性也是一个优势。 所以钢材除了要提髙强度、减薄厚度外，还必须通过表面处理技术不断提高耐蚀性。汽车用材已经从最 初的使用裸板，发展到外板要求镀锌，再发展到今天的新型轿车内外板全部采用镀锌板的程度。所以研 制前述ahss新型汽车用钢时，不仅要解决裸板牛产技术问题，还要解决镀锌板的生产技术问题。4.4高强板表面毛化结构涂镀展钢板在中髙级轿车上应用比较多，但技术条件与满足要求还有一定差距，需要在表而粗糙度、单 位长度峰值数、波纹度等方面进一步努力，提髙质量稳定性。4. 5发展新的高强板的先进制造技术汽车车身在釆用大量髙强度和镀锌钢板的同时，一些先进的轻量化制造技术如：热冲压成形、激光拼焊、 液压成型和滚压成型等也越来越