汽車用高強度鋼板發(fā)展趨勢-圖文

1、高強度鋼板發(fā)展趨勢一百多年來，鋼鐵一直是汽車工業(yè)的基礎，雖然汽車制造中塑料和鋁鎂合金的用量不斷增加， 但鋼鐵可料仍是汽車用材的主體。 選擇低厚度的高強度鋼板取 I代傳統(tǒng)的低強慳鋼板是汽車車.量化的一個有效的方法。 與鋁、I鎂合金和復合材料相 比較，高強度1板的原材料力制造成本較低,使其在汽車新材卜的應用中更加具有 競爭力。 11.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k鋼,目前并沒有一個統(tǒng)一的定義有人認為抗拉強度超過340MPa的稱為高沙度鋼。瑞典將鋼板強度級別分為普強度鋼（MS）、強度鋼（HS）不口超高強度鋼（EHS）。一般有兩個分類的依據：屈服強度和抗拉強度。我們總

2、"了目前對于高強度鋼板分類的幾種方法和依據,如表 5-7所小表5-7高強度鋼板的分類方法分類依據屈服強度抗拉強度屈服強度抗拉強度注：在具體數值低強度鋼高強度鋼超高強度鋼ULSAB-AVC 提供提供210 w210V 8 Vs550> 550270 w270 V SV 700> 700b220 <> 220/340 <> 340/也沒有必要進行非常嚴格的量化，強度的界限僅僅作為一個參ULSAB AVC聯合會認為對鋼種分類的規(guī)范化非常重要，按習慣定義屈服強度（YS）和抗拉強度（TS）,將鋼種標記為XX aaa/bbb。其中，XX為鋼種類型,aaa為最低

3、屈服強度（MPa）, bbb為最低抗拉強度（MPa）。鋼種的標志符號統(tǒng)一如傳統(tǒng)鋼種：低碳鋼、無卜隙原子鋼、各向同性鋼、烘烤硬化鋼、碳qhk,、低合金高強度鋼。帽M先進高油度鋼鋼種：雙相鋼、復相鋼、相變誘發(fā)塑性鋼、馬w體鋼例如，H種 DP500/ 800是指雙相鋼，其最低屈服強度為500MPa ,最低抗拉強度為800MPa o按照ULSAB所采用的術語，將屈服強度為210550MPa的鋼定義為高強度鋼（HSS）,屈服強度為550MPa的鋼定義為超高強度軻（UHSS）,而 先進高強度鋼（AHSS）的屈及強度覆蓋于HSS和UHSS之間的強度范圍。下圖給出了鋼板的分類情況及其屈服強度和延伸率的對應關系

4、IF -無間隙原子鋼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 -相變誘導發(fā)塑性鋼MP -復相鋼圖1 5 1鋼板的分類及其屈服單度和延伸率的對應關系1.2 特點 J|1與中它汽車輕量九葉戾選材料鎂、鋁合金和復合材料相比,高強度鋼板具有以下優(yōu)焦w|I值/I1、期邨料價產像，卜濟;性好：I ,2、在能優(yōu)越，呵呆士零件的剛性；3、'以直接利用抽卜的（沖壓）成,、焊接、涂裝和總裝生產線，大大節(jié) 約¥設備投資成本。I與的強度鋼相里恰如下特通：1、成形性能好；'2、高烘烤硬化性能；3、能it吸收率較高；'!” j

5、i J t i4、高的疲勞強度和卜的疲勞著命；.15、高的防撞和抗凹卜能。t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一定的瓶頸問題。一是由于屈服強度高，增加了塑性變形的不均勻性，沖壓成形性差，起皺、I1開裂、塑性變形不足等缺也更難解決；二是由于高強度鋼板屈,服強度高， 致使高強度鋼板的沖壓回彈量加*, 使零件的卜形精度更加難以控制。 有效地解決這兩 個瓶頸問題的方法:一上傳統(tǒng)的基于至驗、美比的試沖和試做的方法。'二是基于沖壓仿真技朱的高強度那沖壓成版性改進不那形精度端制方法, 和低成本日益成為板成形領域的研究熱點。2.高強度鋼板在汽車上的回用/ 7 SF Fl!/，f i目

6、前，國外汽車公司在相當比例的轎車咨件f% 了高強度鋼板，日本五家最大的汽車公司轎車零件蒿強強鋼板的應用&百列801年代為15%, 90年代超過30%,在本世紀初新開發(fā)的車號高強度鋼板儀M比例最高達52% o圖5-2為歐洲和日本某汽車公司19802000年高強度年慰白車身中白產用比例。由圖可以看 出，兩家公司所采用的高強度鋼均呈現逐年上升的變化趨勢。1994年，由世界主要鋼板制造廠家支報的,.ULSAB AVC （Ultra Light Steelt M M UK01HIAuto Body Advance VehicleCpnCePt）項目啟動，該項目是從整體上研究和開發(fā) 新一代鋼鐵材料

7、的汽車結構車更其更是把整個車身，90%的沖壓件使用高強度鋼 板和超高強度鋼板作為目標，泡過使M高強鋼"（HsS）和先進高強鋼（AHSS）,向人們 展示了降低汽車重量的巨大潛力。"ULSABt綱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活地使用高強度鋼。下圖為 ULSAB -AVC項目組統(tǒng)計出的未來汽車材料的組成結 構。ULSAB Body StructureRMMK RwCiu 初 BtfVi商柩-2' '高強度鋼在白車身中的比例a）按屈服強慢級別b）胺.種圖5-3未來汽車材料的組成在日本，車身零件實際

8、應用高強度鋼板始于20世紀1 70年代。二次石油危機后,高強度鋼板的使用率越來越高。Uf 1最早應用于車身外表件,然后才用到內部零件和結構件。目前，日而堀腳結構件和支撐件的抗拉強度已達8001000MPa 。抗拉強度410MPa的高強度鋼板多用于內詡件。日本 NKK公司開發(fā)了汽車外殼用45kg級高強度鋼愀H作初前型上采用 1 Nil 11.強度的。日本川崎制硯期M制融杵發(fā)了司對提高延伸率的金相組織進行了研究,該鋼種是通過鋼結晶微細化獲得高<1ji|TS980MPa 級高強度 1JHLY980。該公I通4k化鋅f的乩分、熱口退火工藝，生產出硬質低溫相變組織為第二相、鐵素麻為主機的帽合組曝1

9、板4.目前已應用于擋泥板、沖擊梁等高性要求的零件。，彳了雙相組織的 590780MPa級合金化牌鍍鋅鋼板和590MPa級殘氽中鄧板。在歐洲，高強度鋼板也得到廣泛的應用。德國的歐寶（Opel ）、大眾(Volkswagen )都不同程度用上了高強度鋼板Peugeot）等港車廠家的產品圖5-4某款VOLVO 的材料木不意圖上圖為歐寶某型汽車的高強度鋼的應用情況。斷地進行中，瑞典SSAB J板有限以他出鐵母軋薄鋼板，其屈服強度達到700MPa 0 1 I眇高強度鋼板的研發(fā)也在不 +馬氏體組織的特高強度冷目前，北美汽車工業(yè)和鋼鐵產業(yè)正在積極推進高強度鋼（UHSS）的研究與應用。用在ULSAB的耀礎上積

10、極推進成為與鋁、鎂輕金屬合金分庭抗禮的一大亮點。近幾年在高強度鋼在北美汽車用材中得到迅速發(fā)展。高強度鋼的應用已由 比例上升到2002年的45%。（HSS）和超高強度鋼 ULSAB AVC 計戈L PNGV計劃的驅動下，1997年6%的中將會得到更進一步的發(fā)展。北美汽車零部件應用鋼的趨勢情況見表 5-8。零件種類 外護板類 內護板類結構類表5-8汽車零部件鋼的應用趨勢 鋼的分類相變誘導塑性（TRIP ）鋼保險杠加強筋、車門防撞梁、立柱加強板，前頂梁等高強度烘烤硬化鋼（BHHSS）、雙向烘烤硬化鋼 （BHDP）烘烤硬化鋼（BH）高強度烘烤硬化鋼（BHHSS、雙向鋼500/600、雙向鋼780/80

11、0、雙向鋼900/1000、相變誘發(fā)塑性鋼600-800、復相鋼800-1000隨著國外轎車車身零件上的高強度鋼板應用日益增加，國內轎車車身零件應用高強度鋼板也呈現上升趨勢。為了適應這種趨勢，近年來寶鋼自主開發(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, 品種已相對比較齊全。在上海大眾POLO、一汽海南普利馬、風神、長安鈴木以及天津田的一些零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。 根據目前國內外的汽車高強鋼板的現狀，總結各類高強度鋼板在汽車上的應用趨勢大致如表5-9所示表5-9高強度鋼板

12、的應用趨勢類型使用位置烘烤硬化鋼加磷高強度鋼HSLA沉淀強化鋼DP鋼頂蓋、前翼子板、車門、發(fā)動機罩內板、行李箱蓋內板、后翼子板等車身覆蓋件、前翼子板等 輪輻、輪隼同等保險杠、車輪，車底十字構件，防撞加強構件，車門外板，前翼構件，后側外部構件，懸掛構件， 車頂橫梁， 側圍加強構件,立柱等為滿足減輕車體重量和提高沖撞安全性能的需要，擴大高強度鋼板的使用無疑是最佳的方法之一。由丁先進高強度鋼在強度、抗腐蝕具有一定的相對優(yōu)越性 I能，隨著先進高強度鋼應用苫術的進一步成熟，其必將有利于進一步提高汽車的安全性、環(huán)保性及節(jié)能性?！币虼耍冗M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。材料工作的方向也將圍繞“更安全、更節(jié)能、更環(huán)?！钡脑燔嚴砟钫归_。高 強度鋼板使用將對提高整車安全性能、降低能耗和排放等方面都將有重要的意