汽车用传统高强钢和先进高强钢

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2、trengthSteelsusedforAtomobile孙浩然,~/SUNHao-ran.MIAOTie.1ing现代汽车T业的发展趋势是汽车制造,有的车型使用HSS的在保证安全性能不变的前提下尽可能轻量化以降低油耗和排放.综合考虑成本,回收和维护,汽车轻量化的首选材料就是高强度钢.世界各国钢铁企业经过多年的摸索,在低强度钢的基础上陆续开发了各种高强钢(HSS)和先进高强度钢(AHSS),并在汽车工业中得到了日益广泛的应用.各类钢强塑性指标详见图1[1】.比例高达80%以上,在超轻车身概念车项目(ULSAB—AvC)中的使

3、用比例甚至高达98%.高强度IF(HSSIF)钢高强度IF钢是为了使钢板在良好的深冲成形性的基础上同时具有较高的强度而研制的一类钢种.在碳含量(质量分数)小于0.01%的超低碳钢中,加入形成强碳,氮化物的元素Ti或Nb,或屈服强~dMPa图1各类钢的延伸率和屈服强度之间的关系传统高强度钢HSS主要包括高强度IF钢(HSSIF),烘烤硬化钢(BH),各向同性钢(IS),高强度含P钢和低合金高强钢(HSLA),目前这些高强钢已普遍用于世界各国的同时加入Ti和Nb,使钢中的间隙元素碳,氮原子完全被固定成碳,氮化物,从而使钢中没有间

4、隙原子的存在,这种钢称为无间隙原子钢,又称IF钢.高强度IF钢主要是通过加入固溶强化元素作者单位:安阳钢铁股份有限公司,河南安阳45500424令蓬茁等2010n第6期P和Mn得到的,目前最高强度级别已经达到440MPa.这类钢主要用于汽车外板,代替软钢Stl3,Stl4,从而使汽车构件减薄,减重.烘烤硬化(BH)钢BH钢是为了解决钢板的成形性和成形零件的抗凹陷性之问的矛盾而研制的一类钢种.其特点是冲压成形前较软,易成形加工,通过成形加工后的涂漆烘烤使屈服强度增加.主要是利用钢中固溶C在冲压成形时产生位错,在170℃左右涂漆

5、烘烤处理过程中,碳原子在位错线上析出聚集,形成Cottrell气团(柯氏气团),从而增加成型件的屈服强度,目前最高屈服强度已达340MPa.这类钢主要用于制造各类车身的覆盖件,如发动机罩外板,行李箱外板,侧围外板等.冷轧各向同性(Is)钢冷轧IS钢是为了解决钢板在冲压成形时产生皱褶现象而研制的一类钢种.所谓各向同性是指板材的△,值知识小贴上趋向于0,从而使深冲件变形时各个方向的变形趋向一致.文献[2]就如何获得△,值趋向于0的各向同性钢,针对钢中的微合金元素的成分配比,轧制和退火工艺控制进行了详细的论述.该钢种目前屈服强l曰

6、地扣谬缘进1._..1_置.i度级别有220,260,280,300MPa,主要用作各汽车车身外板.高强度含P钢高强度含磷钢是一种较早应用于汽车覆盖件的高强度冲压用钢,以固溶强化为主.有低碳含P钢板和超低碳含P钢板(即含P高强度IF钢).低碳含P钢板主要是通过添加A1元素除去低碳铝镇静钢中的间隙原子N,并添加适量比例的P,Mn等元素实现固溶强化.含P高强度IF钢根据其微合金化的特点又可分为(Ti+P)IF钢,(Nb+P)IF钢,(Nb+Ti+P)IF钢.这类钢的特点是性能稳定,平面各向异性适中,力学性能良好,但也存在冷加工脆

7、性等不利因素.要得到500MPa高强钢,将使,值下降到1.8以下,因此这类钢的抗拉强度一般不超过440MPa.高强度低合金(HSLA)钢该类钢又称沉淀强化钢(P钢),主要是通过微合金化促使细小的碳化物析出和晶粒细化得到强化.目前主要以热轧为主,比较知名的有瑞典SSAB公司生产的Domex系列产品『3],适合于作汽车翻斗耐磨板,并广泛用于运钞防弹车和防爆车辆.国内上海宝钢和重庆汽车研究所等单位合作采用热轧方法开发了高强度低合金钢系列新型防弹钢,厚度从3.0mlTl减为2.85mm.用于防弹车外板,也满足了防79式微冲钢弹芯的防

8、弹要求[4】.先进高强度钢先进高强度钢(AHSS)已经成为当今汽车用钢主要的研究方向,采用的技术主要为相变强化,较成熟的钢种为双相钢(DP),复相钢(CP),相变诱导塑性钢(TRIP),铁素体一贝氏体(FB)钢和马氏体钢(M).另外,还有TWIP钢以及热成型(HF)钢,预成型热处理(PFH