汽车用高强度钢板发展趋势-图文

1、高强度钢板发展趋势一百多年来，钢铁一直是汽车工业的基础，虽然汽车制造中塑料和铝镁合金的用量不断增加， 但钢铁可料仍是汽车用材的主体。 选择低厚度的高强度钢板取 I代传统的低强悭钢板是汽车车.量化的一个有效的方法。 与铝、I镁合金和复合材料相 比较，高强度1板的原材料力制造成本较低,使其在汽车新材卜的应用中更加具有 竞争力。 11.高强度钢的定义、分类与特点1.1定义与分类对于高强度钢和超高强k钢,目前并没有一个统一的定义有人认为抗拉强度超过340MPa的称为高沙度钢。瑞典将钢板强度级别分为普强度钢（MS）、强度钢（HS）不口超高强度钢（EHS）。一般有两个分类的依据：屈服强度和抗拉强度。我们总

2、"了目前对于高强度钢板分类的几种方法和依据,如表 5-7所小表5-7高强度钢板的分类方法分类依据屈服强度抗拉强度屈服强度抗拉强度注：在具体数值低强度钢高强度钢超高强度钢ULSAB-AVC 提供提供210 w210V 8 Vs550> 550270 w270 V SV 700> 700b220 <> 220/340 <> 340/也没有必要进行非常严格的量化，强度的界限仅仅作为一个参ULSAB AVC联合会认为对钢种分类的规范化非常重要，按习惯定义屈服强度（YS）和抗拉强度（TS）,将钢种标记为XX aaa/bbb。其中，XX为钢种类型,aaa为最低

3、屈服强度（MPa）, bbb为最低抗拉强度（MPa）。钢种的标志符号统一如传统钢种：低碳钢、无卜隙原子钢、各向同性钢、烘烤硬化钢、碳qhk,、低合金高强度钢。帽M先进高油度钢钢种：双相钢、复相钢、相变诱发塑性钢、马w体钢例如，H种 DP500/ 800是指双相钢，其最低屈服强度为500MPa ,最低抗拉强度为800MPa o按照ULSAB所采用的术语，将屈服强度为210550MPa的钢定义为高强度钢（HSS）,屈服强度为550MPa的钢定义为超高强度轲（UHSS）,而 先进高强度钢（AHSS）的屈及强度覆盖于HSS和UHSS之间的强度范围。下图给出了钢板的分类情况及其屈服强度和延伸率的对应关系

4、IF -无间隙原子钢LC 低碳钢BH -烘烤硬化钢HSLA -刚强低合金钢DP -双相钢FB -铁素体-贝氏体钢TRIP -相变诱导发塑性钢MP -复相钢图1 5 1钢板的分类及其屈服单度和延伸率的对应关系1.2 特点 J|1与中它汽车轻量九叶戾选材料镁、铝合金和复合材料相比,高强度钢板具有以下优焦w|I值/I1、期邨料价产像，卜济;性好：I ,2、在能优越，呵呆士零件的刚性；3、'以直接利用抽卜的（冲压）成,、焊接、涂装和总装生产线，大大节 约¥设备投资成本。I与的强度钢相里恰如下特通：1、成形性能好；'2、高烘烤硬化性能；3、能it吸收率较高；'!” j

5、i J t i4、高的疲劳强度和卜的疲劳着命；.15、高的防撞和抗凹卜能。t尽管高强度钢有上述诸多优点，但其在其使用过程中也存在一定的瓶颈问题。一是由于屈服强度高，增加了塑性变形的不均匀性，冲压成形性差，起皱、I1开裂、塑性变形不足等缺也更难解决；二是由于高强度钢板屈,服强度高， 致使高强度钢板的冲压回弹量加*, 使零件的卜形精度更加难以控制。 有效地解决这两 个瓶颈问题的方法:一上传统的基于至验、美比的试冲和试做的方法。'二是基于冲压仿真技朱的高强度那冲压成版性改进不那形精度端制方法, 和低成本日益成为板成形领域的研究热点。2.高强度钢板在汽车上的回用/ 7 SF Fl!/，f i目

6、前，国外汽车公司在相当比例的轿车咨件f% 了高强度钢板，日本五家最大的汽车公司轿车零件蒿强强钢板的应用&百列801年代为15%, 90年代超过30%,在本世纪初新开发的车号高强度钢板仪M比例最高达52% o图5-2为欧洲和日本某汽车公司19802000年高强度年慰白车身中白产用比例。由图可以看 出，两家公司所采用的高强度钢均呈现逐年上升的变化趋势。1994年，由世界主要钢板制造厂家支报的,.ULSAB AVC （Ultra Light SteeltM M UK01HIAuto Body Advance VehicleCpnCePt）项目启动，该项目是从整体上研究和开发 新一代钢铁材料的

7、汽车结构车更其更是把整个车身，90%的冲压件使用高强度钢 板和超高强度钢板作为目标，泡过使M高强钢"（HSS）和先进高强钢（AHSS）,向人们 展示了降低汽车重量的巨大潜力。"ULSABt纲目除了研究高强度钢板在汽车上 的应用外还研究了新的制造技术（如激光拼焊技术等），以便在汽车制造中灵活地使用高强度钢。下图为 ULSAB -AVC项目组统计出的未来汽车材料的组成结 构。ULSAB Body StructureRMMK RwCiu 初 BtfVi商柩-2' '高强度钢在白车身中的比例a）按屈服强慢级别b）胺.种图5-3未来汽车材料的组成在日本，车身零件实际应

8、用高强度钢板始于20世纪1 70年代。二次石油危机后,高强度钢板的使用率越来越高。Uf 1最早应用于车身外表件,然后才用到内部零件和结构件。目前，日而堀脚结构件和支撑件的抗拉强度已达8001000MPa 。抗拉强度410MPa的高强度钢板多用于内诩件。日本 NKK公司开发了汽车外壳用45kg级高强度钢愀H作初前型上采用 1 Nil 11.强度的。日本川崎制砚期M制融杵发了司对提高延伸率的金相组织进行了研究,该钢种是通过钢结晶微细化获得高<1ji|TS980MPa 级高强度 1JHLY980。该公I通4k化锌f的乩分、热口退火工艺，生产出硬质低温相变组织为第二相、铁素麻为主机的帽合组曝1板

9、4.目前已应用于挡泥板、冲击梁等高性要求的零件。，彳了双相组织的 590780MPa级合金化牌镀锌钢板和590MPa级残氽中邓板。在欧洲，高强度钢板也得到广泛的应用。德国的欧宝（Opel ）、大众(Volkswagen )都不同程度用上了高强度钢板Peugeot）等港车厂家的产品图5-4某款VOLVO 的材料木不意图上图为欧宝某型汽车的高强度钢的应用情况。断地进行中，瑞典SSAB J板有限以他出铁母轧薄钢板，其屈服强度达到700MPa 0 1 I眇高强度钢板的研发也在不 +马氏体组织的特高强度冷目前，北美汽车工业和钢铁产业正在积极推进高强度钢（UHSS）的研究与应用。用在ULSAB的耀础上积极

10、推进成为与铝、镁轻金属合金分庭抗礼的一大亮点。近几年在高强度钢在北美汽车用材中得到迅速发展。高强度钢的应用已由 比例上升到2002年的45%。（HSS）和超高强度钢 ULSAB AVC 计戈L PNGV计划的驱动下，1997年6%的中将会得到更进一步的发展。北美汽车零部件应用钢的趋势情况见表 5-8。零件种类 外护板类 内护板类结构类表5-8汽车零部件钢的应用趋势 钢的分类相变诱导塑性（TRIP ）钢保险杠加强筋、车门防撞梁、立柱加强板，前顶梁等高强度烘烤硬化钢（BHHSS）、双向烘烤硬化钢 （BHDP）烘烤硬化钢（BH）高强度烘烤硬化钢（BHHSS、双向钢500/600、双向钢780/800

11、、双向钢900/1000、相变诱发塑性钢600-800、复相钢800-1000随着国外轿车车身零件上的高强度钢板应用日益增加，国内轿车车身零件应用高强度钢板也呈现上升趋势。为了适应这种趋势，近年来宝钢自主开发了一批高强度钢板，三期工程又引进了一批高强度钢板品种，除 DP钢、TRIP钢等, 品种已相对比较齐全。在上海大众POLO、一汽海南普利马、风神、长安铃木以及天津田的一些零件也在应用高强度钢板。 从这些车型的情况看， 高强度钢板 应在外覆盖件和内板件的梁、 立柱、加强件等零部件上。 根据目前国内外的汽车高强钢板的现状，总结各类高强度钢板在汽车上的应用趋势大致如表5-9所示表5-9高强度钢板的

12、应用趋势类型使用位置烘烤硬化钢加磷高强度钢HSLA沉淀强化钢DP钢顶盖、前翼子板、车门、发动机罩内板、行李箱盖内板、后翼子板等车身覆盖件、前翼子板等 轮辐、轮隼同等保险杠、车轮，车底十字构件，防撞加强构件，车门外板，前翼构件，后侧外部构件，悬挂构件， 车顶横梁， 侧围加强构件,立柱等为满足减轻车体重量和提高冲撞安全性能的需要，扩大高强度钢板的使用无疑是最佳的方法之一。由丁先进高强度钢在强度、抗腐蚀具有一定的相对优越性 I能，随着先进高强度钢应用苫术的进一步成熟，其必将有利于进一步提高汽车的安全性、环保性及节能性。”因此，先进高强度钢将会在部分汽车零部件上应用有着比铝、镁合金更大的优势等。材料工作的方向也将围绕“更安全、更节能、更环保”的造车理念展开。高 强度钢板使用将对提高整车安全性能、降低能耗和排放等方面都将有重要的意