汽车用超高强度钢板的研究发展现状

1、1896192019872006汽车用超高强度钢板的研究汽车用超高强度钢板的研究发展现状发展现状徐琛、易岸超、夏江冰、牛雨萌、徐琛、易岸超、夏江冰、牛雨萌、敖东亮、章志铖敖东亮、章志铖20142014年年1111月月2424日日概要概要基础介绍相关分类加工工艺未来发展1896192019872006基础介绍基础介绍背景及意义背景及意义汽车轻量化一辆典型的现代轿车中, 56%56%的材料是钢，轻型商用汽车中,这个比例更高，乘用车自质量每下降10%10%，油耗和排放都降低6%6%8 8% %保证甚至提高碰撞安全性各大汽车公司在优化汽车框架和结构的同时，开始转向超高强度钢的研究污染问题日趋严重污染问

2、题日趋严重燃料危机愈发明显燃料危机愈发明显汽车市场不增反高汽车市场不增反高超高强度钢板超高强度钢板超高强度钢定义：屈服强度大于1380Mpa 国内拉伸强度大于550Mpa普通低碳钢：拉伸强度280-320Mpa高强度钢：拉伸强度大于210Mpa历史发展：20世纪40年代中期，美国用AISI4340结构钢通过降低回火温度，使钢的抗拉强度达到16001900MPa。50年代以后，多种低合金和中合金超高强度钢；60年代研制成功马氏体时效钢；70年代，高纯度HP310钢，抗拉强度达到2200MPa；80年代初，AFl410超高强度钢，抗拉强度为1860MPa；1896192019872006相关分类相

3、关分类高强度钢的分类 传统高强度钢强塑积为1520GPa%，以铁素体为基 例：无间隙原子钢（IF钢）、高强度无间隙原子钢（HSIF）、各向同性钢（IS）、烘烤硬化钢（BH）第一代先进高强度钢 强塑积为20GPa%，合金元素含量较少，基体主要为铁素体或马氏体例：双相钢（DP）、复相钢（CP）、相变诱发塑性钢（TRIP）、马氏体级钢（MART）、热冲压成形钢（HPF）。第二代先进高强度钢强塑积可达50GPa%以上，在钢中添加Cr、Ni、Mn、Si和Al等合金元素，总合金含量在25%左右例：微带诱发塑性钢（MBIP）、孪晶诱发塑性钢（TWIP）第三代先进高强度钢强塑积为2550GPa%，微观组织为硬

4、相和软相的复合组织，其中软相组织主要为奥氏体等，硬相组织除有马氏体外，还可以有贝氏体和超细晶铁素体例：淬火分配处理钢（Q&P）、淬火-回火分配处理钢（Q-P-T）、超级贝氏体钢汽车用钢的强度与伸长率关系DPDP钢（双相钢）钢（双相钢）成分：主要成分是C和Mn，可适当添加Cr、Mo等元素使C曲线右移，避免冷却时析出珠光体和贝氏体等组织组织：主要组织是铁素体和马氏体，在铁素体基体上分布着一定比例的呈网状、弥散以及复合结构的马氏体强化机制：铁素体使拥有高塑性，马氏体使拥有高强度性能特点：屈服点低，抗拉强度高，屈强比低；无屈服点伸长或是屈服伸长，应力应变曲线平滑；伸长率高；初始加工硬化率高，加

5、 工强化性能好；抗疲劳性能好；烘烤硬化性能好应用：用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且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TWIPTWIP钢（孪晶诱发塑性钢）钢（孪晶诱发塑性钢）成分：加入质量分数为1530 %的Mn，并加入一定量的Al和Si，也有再加入少量的Ni、V、Mo、Cu、Ti、Nb等组织：奥氏体强化机制：孪晶诱发塑性性能特点：抗拉强度8001100MPa，强塑积可达到50GPa%以上应用：可以替代DDQ级冲压板冲制各种形状复杂的零件Q&P钢（淬火分配处理钢）成分：含Si、Al甚至P元素组织：大量的马氏体+少量稳定的残余奥氏体（410%）强化机制：淬火再

6、分配性能特点：抗拉强度8001500MPa，伸长率1540%应用：宝钢在超高强度钢板专用生产线上已经试制出Q&P钢，并在与一汽合作开展在某车型B柱加强板上的应用工作。1896192019872006加工工艺加工工艺超高强度钢板热冲压超高强度钢板热冲压成形成形定义：将先进高强度钢板加热到奥氏体温度后快速冲压成形，在保压阶段通过模具实现淬火并达到所需的冷却速度，从而得到组织为均匀马氏体，强度在1500 Mpa左右的超高强度零件的新型成型技术。不使用冷冲压原因：钢板强度高，需冲压力大，易开裂回弹增加，零件尺寸和形状稳定性差热热冲压成形冲压成形研究现状研究现状国内：宝钢：冷轧B1500HS和B

7、R1500HS选择性冷却：过冷奥氏体分解为马氏体、珠光体、贝氏体等组织国外：法国Acelor：热成形镀锌钢板德国蒂森克虏伯：锰硼合金钢 美国西渥斯托公司、戴姆-克莱斯勒公司、日本、韩国超高强度钢板热冲压成形超高强度钢板热冲压成形模拟模拟CAE：computer aided engineerning成形过程分析保压淬火过程分析回弹分析冷轧技术冷轧技术冷轧超高强度冷轧超高强度双相双相1.1.连续连续退火退火工艺工艺其工艺特点是双相区保温,两段式(缓冷段和快冷段) 冷却和过时效处理2.热镀锌退火热镀锌退火工艺工艺需要热镀锌以提高其耐蚀性能，但冷却速度较低,难以得到良好的双相组织a.添加合金元素法b. 锌淬法焊接技术焊接技术汽车车体大约由300个部件经3500-5000电阻点焊构成。电电阻阻点点焊焊摩摩擦擦焊焊粘粘接接激激光光焊焊接接汽车用超高强度钢板汽