汽車用高強度鋼板發(fā)展趨勢圖文

汽車用高強度鋼板發(fā)展趨勢圖文汽車用高強度鋼板發(fā)展趨勢圖文汽車用高強度鋼板發(fā)展趨勢圖文高強度鋼板發(fā)展趨勢一百多年來，鋼鐵素來是汽車工業(yè)的基礎，誠然汽車制造中塑料和鋁鎂合金的用量不斷增加，但鋼鐵資料仍是汽車用材的主體。選擇低厚度的高強度鋼板取代傳統(tǒng)的低強度鋼板是汽車輕量化的一個有效的方法。與鋁、鎂合金和復合資料對照較，高強度鋼板的原資料和制造成本較低，使其在汽車新資料的應用中更加擁有競爭力。1.高強度鋼的定義、分類與特點1.1定義與分類對于高強度鋼和超高強度鋼，度高出340MPa的稱為高強度鋼。

目前并沒有一個一致的定義。有人認為抗拉強瑞典將鋼板強度級別分為一般強度鋼(MS)、高強度鋼

(HS)和超高強度鋼

(EHS)。一般有兩個分類的依照：信服強度和抗拉強度。我們總結了目前對于高強度鋼板分類的幾種方法和依照，如表5-7所示。表5-7高強度鋼板的分類方法分類依照低強度鋼高強度鋼超高強度鋼信服強度210≤210＜δ＜s550≥550抗拉強度270≤270＜δ＜700ULSAB-AVC供應≥700b信服強度220≤≥220/抗拉強度340≤≥340供應/注：在詳盡數(shù)值上也沒有必要進行特別嚴格的量化，強度的界限不過作為一個參照。ULSAB—AVC聯(lián)合會認為對鋼種分類的規(guī)范化特別重要，按習慣定義信服強度(YS)和抗拉強度(TS)，將鋼種標志為XXaaa/bbb。其中，XX為鋼各種類，為最低信服強度(MPa)，bbb為最低抗拉強度(MPa)。鋼種的標志符號一致如下：傳統(tǒng)鋼種：低碳鋼、無縫隙原子鋼、各向同性鋼、烘烤硬化鋼、碳－錳鋼、低合金高強度鋼。先進高強度鋼鋼種：雙相鋼、復相鋼、相變引起塑性鋼、馬氏體鋼。比方，鋼種

DP500

／

800

是指雙相鋼，其最低信服強度為

500MPa

，最低抗拉強度為

800MPa

。依照

ULSAB

所采用的術語，將信服強度為

210～

550MPa

的鋼定義為高強度鋼(HSS)，信服強度為550MPa的鋼定義為超高強度錒(UHSS)，而先進高強度鋼(AHSS)的信服強度覆蓋于HSS和UHSS之間的強度范圍。以下圖給出了鋼板的分類情況及其信服強度和延伸率的對應關系。IF–無縫隙原子鋼LC–低碳鋼BH–烘烤硬化鋼HSLA–剛強低合金鋼DP–雙相鋼FB–鐵素體-貝氏體鋼TRIP–相變引引起塑性鋼MP–復相鋼圖5-1鋼板的分類及其信服強度和延伸率的對應關系1.2特點與其他汽車輕量化的候選資料鎂、鋁合金和復合資料對照，高強度鋼板擁有以下優(yōu)點：1、原資料價格低，經濟性好；2、性能優(yōu)越，能保證部件的剛性；3、可以直接利用現(xiàn)有的（沖壓）成形、焊接、涂裝和總裝生產線，大大節(jié)約了設備投資成本。與一般高強度鋼對照擁有以下特點：1、成形性能好；2、高烘烤硬化性能；3、能量吸取率較高；4、高的疲倦強度和長的疲倦壽命；5、高的防撞和抗凹性能。盡管高強度鋼有上述諸多優(yōu)點，但其在其使用過程中也存在必然的瓶頸問題。一是由于信服強度高，增加了塑性變形的不均勻性，沖壓成形性差，起皺、開裂、塑性變形不足等弊端更難解決；二是由于高強度鋼板信服強度高，致使高強度鋼板的沖壓回彈量加大，使部件的成形精度更犯難以控制。有效地解決這兩個瓶頸問題的方法：一是傳統(tǒng)的基于經驗、類比的試沖和試做的方法。二是基于沖壓仿真技術的高強度鋼板沖壓成形性改進和成形精度控制方法，由于其迅速反應和低成今天趨成為板成形領域的研究熱點。高強度鋼板在汽車上的應用目前，外國汽車公司在相當比率的轎車部件上應用了高強度鋼板，大的汽車公司轎車部件高強度鋼板的應用比率80年代為15%，90在本世紀初新開發(fā)的車型高強度鋼板使用比率最高達52%。圖5-2汽車公司1980~2000年高強度鋼在白車身中的應用比率。由圖可以看出，兩家公司所采用的高強度鋼均表現(xiàn)逐年上升的變化趨勢。

日本五家最年代高出30%，為歐洲和日本某1994

年，由世界主要鋼板制造廠家支持的

ULSAB

－AVC(UltraLightSteelAutoBody－AdvanceVehicleConcept)項目啟動，該項目是從整體上研究和開發(fā)新一代鋼鐵資料的汽車結構車身。其更是把整個車身90%的沖壓件使用高強度鋼板和超高強度鋼板作為目標，經過使用高強鋼顯現(xiàn)了降低汽車重量的巨大潛力。ULSAB

(HSS)和先進高強鋼(AHSS)，向人們項目除了研究高強度鋼板在汽車上的應用外還研究了新的制造技術（如激光拼焊技術等），以便在汽車制造中靈便地使用高強度鋼。以下圖為ULSAB－AVC項目組統(tǒng)計出的未來汽車費料的組成結構。圖5-2高強度鋼在白車身中的比率a)按信服強度級別b)按鋼種圖5-3未來汽車費料的組成在日本，車身部件實質應用高強度鋼板始于20世紀70年代。二次石油危機后，高強度鋼板的使用率越來越高。最早應用于車身表面件，爾后才用到內部零件和結構件。目前，日本懸架結構件和支撐件的抗拉強度已達800~1000MPa?？估瓘姸?10MPa的高強度鋼板多用于內部件。日本NKK公司開發(fā)了汽車外殼用45kg級高強度鋼板，已在新車型上采用。該鋼種是經過鋼結晶微細化獲得高強度的。日本川崎制鋼公司近來開發(fā)了TS980MPa級高強度鋼板CHLY980。該公司對提高延伸率的金相組織進行了研究，經過優(yōu)化鋼的成分、熱軋和退火工藝，生產出硬質低溫相變組織為第二相、鐵素體為主相的復合組織鋼板．目前已應用于擋泥板、沖擊梁等高安全性要求的部件。日本神戶制鋼公司開發(fā)了雙相組織的590～780MPa級合金化熱鍍鋅鋼板和590MPa級節(jié)余奧氏體鋼板。在歐洲，高強度鋼板也獲得廣泛的應用。德國的歐寶（Opel）、大眾Volkswagen）、寶馬（BMW），法國的標致（Peugeot）等汽車廠家的產品都不同樣程度用上了高強度鋼板。5-4某款VOLVO的資料組成表示圖上圖為歐寶某型汽車的高強度鋼的應用情況。圍繞高強度鋼板的研發(fā)也在不斷地進行中，瑞典SSAB鋼板有限公司開發(fā)出鐵素體+馬氏體組織的特高強度冷軋薄鋼板，其信服強度達到700MPa。目前，北美汽車工業(yè)和鋼鐵產業(yè)正在積極推進高強度鋼(HSS)和超高強度鋼(UHSS)的研究與應用。并在ULSAB的基礎上，積極推進ULSAB—AVC計劃，成為與鋁、鎂輕金屬合金伯仲之間的一大亮點。近幾年在PNGV計劃的驅動下，高強度鋼在北美汽車用材中獲得迅速發(fā)展。高強度鋼的應用已由1997年6％的比率上升到2002年的45％。預計在今后幾年中將會獲得更進一步的發(fā)展。北美汽車零部件應用鋼的趨勢情況見表5-8。表5-8汽車零部件鋼的應用趨勢部件種類鋼的分類外護板類高強度烘烤硬化鋼(BHHSS)、雙向烘烤硬化鋼(BHDP)內護板類烘烤硬化鋼(BH)結構類高強度烘烤硬化鋼(BHHSS、雙向鋼500/600、雙向鋼780/800、雙向鋼900/1000、600-800、復相鋼800-1000相變引起塑性鋼隨著外國轎車車身部件上的高強度鋼板應用日益增加，國內轎車車身部件應用高強度鋼板也表現(xiàn)上升趨勢。為了適應這種趨勢，近來幾年來寶鋼自主開發(fā)了一批高強度鋼板，三期工程又引進了一批高強度鋼板品種，除DP鋼、TRIP鋼等，品種已相比較較齊全。在上海大眾POLO、一汽海南普利馬、風神、長安鈴木以及天津豐田的一些部件也在應用高強度鋼板。從這些車型的情況看，高強度鋼板應在外覆蓋件和內板件的梁、立柱、加強件等零部件上。依照目前國內外的汽車高強鋼板的現(xiàn)狀，總結各樣高強度鋼板在汽車上的應用趨勢大體如表5-9所示。表5-9高強度鋼板的應用趨勢種類使用地址相變引誘塑性（TRIP）鋼保險杠加強筋、車門防撞梁、立柱加強板，前頂梁等烘烤硬化鋼頂蓋、前翼子板、車門、發(fā)動機罩內板、行李箱蓋內板、后翼子板等加磷高強度鋼車身覆蓋件、前翼子板等HSLA積淀加強鋼輪輻、輪輞等保險杠、車輪，車底十字構件，防撞加強構件，車門外板，前DP鋼翼構件，后側外面構件，懸掛構件，車頂橫梁，側圍加強構件，立柱等為滿足減少車體重量和提高觸犯安全性能的需要，擴大高強度鋼板的使用無疑是最正確的方法之一。由于先進高強度鋼在強度、抗腐化擁有必然的相對優(yōu)越性能，隨著先進高強度鋼應用技術的進一步成熟，其必然有利于進一步提高汽車的安全性、環(huán)保性及節(jié)能性。因此，先進高強度鋼將會在部分汽車零部件上應用有著比鋁、鎂合金更大的優(yōu)勢等。資料工作的方向也將圍繞“更安全、更節(jié)能、更環(huán)?！钡脑燔嚴砟顝堥_。高強度鋼板使用將對提高整車安全性能、降低能耗和