编制说明-《汽车用先进高强钢 薄板和薄带 扩孔试验方法》

《汽车用先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《汽车用先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》团体标准是由中国汽车工程

学会材料分会推荐，武汉上善和中信金属作为牵头单位，联合国内多家主机厂和钢

铁厂共同起草，由中国汽车工程学会批准立项，文件号为中汽学函【2022】023号，

任务号为2022-03。

1.2编制背景与目标

随着先进高强钢在汽车车身中的应用越来越多，发生边缘开裂的现象也越来越

多，目前，“预测和预防先进高强钢边缘开裂依然是一个世界性工程难题”，对此还

没有全行业认可的技术解决方案。

GB/T24524-2009或ISO16630:2017扩孔测试标准（以下简称“现有标准”）是

汽车用钢，特别是先进高强钢的应用，所绕不开的基础技术标准之一。按照规定的

测试方法，由于其测量结果存在较大的不确定性和波动性而广受非议，因此，扩孔

率的精准测量是钢铁行业和汽车行业急需解决的共性问题。

本项目提交的《汽车用先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》要实现对扩孔

率的精准测量，具有零经验要求、结果可重复、成本低的特点，同时，兼顾对延迟

开裂等问题的评价。

1.3主要工作过程

本标准来源于2021年3月——8月实施的上汽大众先进高强钢边缘开裂项目，

在此项目中，通过引入固定行程加载精准的测量了材料的扩孔率，并得到项目相关

方的高度认可。

2021年6月，采用新试验方法，完成来自四家钢厂、相同牌号的镀锌DP780扩

孔率的比对试验。

2021年7月，采用新试验方法，完成含铌和不含铌、带镀锌和不带镀层的DP780

扩孔率的比对试验。

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2021年4月——7月，武汉上善和中信金属，就如何预测AHSS边缘开裂的问

题，一同走进国内主流的钢厂和主机厂，进行过深入的技术交流，广泛听取了各方

的反馈意见。

2021年8月，武汉上善和中信金属，联合近20家相关单位，就申请《汽车用

先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》CSAE团体标准，召开了第一次网络视频

会议，就相关条款进行了充分的讨论，吸收了各方合理的意见和建议，并形成了会

议纪要。

2021年9月，就东风商用车和上汽大众提出的合理化建议，进行了充分的试验

验证，据此，重新修订了《汽车用先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》，克服

了之前存在争议的内容，因此，正式向中国汽车工程学会提交《汽车用先进高强钢

薄板和薄带扩孔试验方法》CSAE团体标准的申请。

2021年12月到2022年6月，武汉上善、中信金属、宝钢联合完成了

DP1180GA/GI/CR的延迟开裂扩孔评价，证明了此评价方法与实际生产的一致性。

2022年7月到2022年10月，采用新方法完成了各钢厂材料的扩孔率测试，系

统的验证了本标准实际操作的可行性和有效性。

2022年11月，就申请《汽车用先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》CSAE

团体标准，召开了第二次网络视频会议，就新增条款进行了充分的讨论，并形成了

会议纪要。

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

在充分总结和研究GB/T24524-2009《金属材料薄板和薄带扩孔试验方法》

和ISO16630:2017《Metallicmaterials—Sheetandstrip—Holeexpandingtest》的

基础上，本标准对现有标准的裂纹终止判定和裂纹达标判定，制定了详细的技术规

定，以规避测试结果的不确定和波动性，确保不同的工程师采用此标准可以得到稳

定的测量结果。

2.1.1通用性原则

本标准适用范围是厚度为1.2mm～3.0mm、抗拉强度不低于590MPa的汽车

用钢的扩孔率测试。在适应范围之内，本标准是经得起实践考验的，在适应范围之

外，发现现行标准存在技术缺陷，但本标准并不排除现行标准的适用范围，其它金

属材料和厚度亦可参照本标准执行。

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2.1.2指导性原则

本标准提出的方法能为材料扩孔率的精确测定提供指导作用。目前使用的GB/T

24524-2009和ISO16630:2017由于测量结果的不确定性和波动性而广受争议。

2.1.3协调性原则

本标准提出的方法，全面继承了现行标准的外壳和基础技术思想，但对其内核

进行了全面的中国化改造，本标准作为一种更便捷、精确度更高、更高效的方法，

避免了现行标准技术缺陷。

2.1.4兼容性原则

本标准提出的扩孔率测定方法，是在常规试验设备和常规操作流程的基础上，

实现对材料扩孔率的精确测定，具有普遍适用性。

2.2标准主要技术内容

本标准共分为10章，规定了材料抗拉强度不低于590MPa的汽车用钢扩孔率的

试验方法和要求。内容包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、符号和说明、

试验原理、试验设备、试样要求、试验过程、试验结果计算和试验报告。

2.3关键技术问题说明

本标准提出的试验方法，其关键技术规定为：第一，采用“固定行程加载自动终

止试验”替代“主观判断裂纹状态人为终止试验”；第二，将“裂纹判断标准的不确定

性和缺乏可操作性”转化为了“固定行程加载的相对性技术规定”；第三，采用“外径

&初始裂纹”和“内径&贯穿裂纹”同时并存的裂纹状态判定与扩孔率计算方法；第四，

同时定义了毛刺朝上和毛刺朝下的极限扩孔率；第五，增加了冲孔后静置时间的规

定。

2.4标准主要内容的论据

按照本标准的技术规定进行扩孔试验，可以以零经验、零成本的方式实现扩孔

率的精准测定；根据外径&初始裂纹的扩孔率测量结果，可以将先进高强钢边缘开

裂问题的理论、试验、仿真和实际生产，构成一个完整的逻辑闭环，以满足了实际

工程应用的需要，本标准的测试结果经得起工程实践的检验。

2.5标准工作基础

经过多次的对比试验和上汽大众项目的严苛验证，本标准提出的测量材料扩孔

率的试验方法，其结果具有精度高、可重复的特点，因此，本标准具有显著的先进

性、通用性、科学性和可操作性。

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三、主要试验（或验证）情况分析

1）试验过程简单，基于常规的试验操作，无需采用视频测试技术等增加试验

复杂性的手段，提升了裂纹状态判定的客观性；

2）试验效率高，单一扩孔率测定结果，一般不超过5个试样即可精准测定材料

的扩孔率；

3）试验结果可重复性高，通过裂纹有无控制，保证不同经验的工程师的测量

结果一致性好。

综上所述，基于常规的扩孔试验条件，以“零经验”扩孔试验的要求，“新标准”

将实现对抗拉强度不低于590MPa的汽车用钢扩孔率的精准测定；将有效提升零件

冲压成形仿真中预测边缘开裂的可靠性；将全面满足用户对试验方法的“实用性、低

成本、效果好、规范化”的技术要求，从而，实现对现行标准（GB/T24524-2009和

ISO16630:2017）的技术突破和技术领先。

四、标准中涉及专利的情况

本标准的部分条款（第八部分的8.7、8.3和第九部分的9.3）涉及到本标准的基

础专利——《一种测定扩孔率的试验与计算方法》和必要专利《一种确定有效试样

以测定扩孔率的试验方法》和《一种测定延迟开裂的试验及其评价方法》。

目前，本标准的基础专利申请已被受理，专利申请号为202110851359X，专利

申请人为肖锋；本标准的必要专利已被受理，专利申请号分别为2021115929843和

2022100049614，专利申请人是武汉上善仿真科技有限责任公司。本标准涉及专利的

内容主要是固定行程加载、有效试样确定和基于外径&初始裂纹的扩孔率计算方法、

静置时间的规定。

本标准中涉及的专利，其申请人均已披露，同意在公平、合理、无歧视的基础

上，有偿许可任何组织或者个人在实施本标准时实施相关专利。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

本标准的试验方法，实现了对材料扩孔率的精准测量，且试验效率高、成本

低、经验要求低。

本标准的制订，一方面，为实现冲压成形仿真中的材料成形卡片对零件边缘开

裂的预测和预防，提供可靠的基础数据，为解决边缘开裂的世界性工程难题打下了

基础；另一方面，为防止主机厂和原材料供应商之间可能产生的质量异议，提供双

方均认可的测试方法及其评估指标。

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六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的

对比情况，国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关

数据对比情况

1）采用现行标准肉眼判定与本标准固定行程加载相比，测试材料为DP590，两

者加载行程只相差0.3mm，均采用内径&贯穿裂纹标准，但扩孔率却相差8.3%；

2）针对抗拉强度不低于590MPa的汽车用钢，固定行程加载的控制精度可以到

达0.1mm，可以对裂纹有无做出明确的区分；

3）裂纹有、裂纹无和中间状态，三种情况扩孔率几乎接近，即中间状态实际上

为三者的平均值。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，

特别是强制性标准的协调性

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标准、

行业标准相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准，供协会会员和社会有偿使用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

严格按照本标准提出的试验方法对材料的扩孔率进行检测，对试验人员进行理

论学习和操作培训，保证检测方法操作的准确性。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

标准起草工作组

2022年12月02日

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《汽车用先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《汽车用先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》团体标准是由中国汽车工程

学会材料分会推荐，武汉上善和中信金属作为牵头单位，联合国内多家主机厂和钢

铁厂共同起草，由中国汽车工程学会批准立项，文件号为中汽学函【2022】023号，

任务号为2022-03。

1.2编制背景与目标

随着先进高强钢在汽车车身中的应用越来越多，发生边缘开裂的现象也越来越

多，目前，“预测和预防先进高强钢边缘开裂依然是一个世界性工程难题”，对此还

没有全行业认可的技术解决方案。

GB/T24524-2009或ISO16630:2017扩孔测试标准（以下简称“现有标准”）是

汽车用钢，特别是先进高强钢的应用，所绕不开的基础技术标准之一。按照规定的

测试方法，由于其测量结果存在较大的不确定性和波动性而广受非议，因此，扩孔

率的精准测量是钢铁行业和汽车行业急需解决的共性问题。

本项目提交的《汽车用先进高强钢薄板和薄带扩孔试验方法》要实现对扩孔

率的精准测量，具有零经验要求、结果可重复、成本低的特点，同时，兼顾对延迟

开裂等问题的评价。

1.3主要工作过程

本标准来源于2021年3月——8月实施的上汽大众先进高强钢边缘开裂项目，

在此项目中，通过引入固定行程加载精准的测量了材料的扩孔率，并得到项目相关

方的高度认可。

2021年6月，采用新试验方法，完成来自四家钢厂、相同牌号的镀锌DP780扩

孔率的比对试验。

2021年7月，采用新试验方法，完成含铌和不含铌、带镀锌和不带镀层的DP780

扩孔率的比对试验。

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图2连接基座失效典型曲线

图3被连接件失效典型曲线

3.3.2推荐扭矩的计算方法验证

按标准草案中7.2的方法，处理试验数据及曲线，试验结果见表2。

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167.样品制“7.6.3当图7.6.3当图纸要中铸协已按修改意见修

备纸要求表面粗求表面粗糙度Rz改

糙度Rz＞0＞0时，切割表面

时：切割表面的制作应满足以

的制作应满足下要求

以下各项要

求”删除“各

项”

177.样品制“7.7.2样品7.7.2样品抛光中铸协已按修改意见修

备抛光后的表面后的表面粗糙度改

粗糙度（即参（即参数[Rz]数

数[Rz]数值），值），按GB/T

按GB/T6060.1、GB/T