汽車用傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼和先進(jìn)高強(qiáng)鋼

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2、trengthSteelsusedforAtomobile孫浩然,~/SUNHao-ran.MIAOTie.1ing現(xiàn)代汽車T業(yè)的發(fā)展趨勢是汽車制造,有的車型使用HSS的在保證安全性能不變的前提下盡可能輕量化以降低油耗和排放.綜合考慮成本,回收和維護(hù),汽車輕量化的首選材料就是高強(qiáng)度鋼.世界各國鋼鐵企業(yè)經(jīng)過多年的摸索,在低強(qiáng)度鋼的基礎(chǔ)上陸續(xù)開發(fā)了各種高強(qiáng)鋼(HSS)和先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS),并在汽車工業(yè)中得到了日益廣泛的應(yīng)用.各類鋼強(qiáng)塑性指標(biāo)詳見圖1[1】.比例高達(dá)80%以上,在超輕車身概念車項(xiàng)目(ULSAB—AvC)中的使

3、用比例甚至高達(dá)98%.高強(qiáng)度IF(HSSIF)鋼高強(qiáng)度IF鋼是為了使鋼板在良好的深沖成形性的基礎(chǔ)上同時(shí)具有較高的強(qiáng)度而研制的一類鋼種.在碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.01%的超低碳鋼中,加入形成強(qiáng)碳,氮化物的元素Ti或Nb,或屈服強(qiáng)~dMPa圖1各類鋼的延伸率和屈服強(qiáng)度之間的關(guān)系傳統(tǒng)高強(qiáng)度鋼HSS主要包括高強(qiáng)度IF鋼(HSSIF),烘烤硬化鋼(BH),各向同性鋼(IS),高強(qiáng)度含P鋼和低合金高強(qiáng)鋼(HSLA),目前這些高強(qiáng)鋼已普遍用于世界各國的同時(shí)加入Ti和Nb,使鋼中的間隙元素碳,氮原子完全被固定成碳,氮化物,從而使鋼中沒有間

4、隙原子的存在,這種鋼稱為無間隙原子鋼,又稱IF鋼.高強(qiáng)度IF鋼主要是通過加入固溶強(qiáng)化元素作者單位:安陽鋼鐵股份有限公司,河南安陽45500424令蓬茁等2010n第6期P和Mn得到的,目前最高強(qiáng)度級別已經(jīng)達(dá)到440MPa.這類鋼主要用于汽車外板,代替軟鋼Stl3,Stl4,從而使汽車構(gòu)件減薄,減重.烘烤硬化(BH)鋼BH鋼是為了解決鋼板的成形性和成形零件的抗凹陷性之問的矛盾而研制的一類鋼種.其特點(diǎn)是沖壓成形前較軟,易成形加工,通過成形加工后的涂漆烘烤使屈服強(qiáng)度增加.主要是利用鋼中固溶C在沖壓成形時(shí)產(chǎn)生位錯,在170℃左右涂漆

5、烘烤處理過程中,碳原子在位錯線上析出聚集,形成Cottrell氣團(tuán)(柯氏氣團(tuán)),從而增加成型件的屈服強(qiáng)度,目前最高屈服強(qiáng)度已達(dá)340MPa.這類鋼主要用于制造各類車身的覆蓋件,如發(fā)動機(jī)罩外板,行李箱外板,側(cè)圍外板等.冷軋各向同性(Is)鋼冷軋IS鋼是為了解決鋼板在沖壓成形時(shí)產(chǎn)生皺褶現(xiàn)象而研制的一類鋼種.所謂各向同性是指板材的△,值知識小貼上趨向于0,從而使深沖件變形時(shí)各個(gè)方向的變形趨向一致.文獻(xiàn)[2]就如何獲得△,值趨向于0的各向同性鋼,針對鋼中的微合金元素的成分配比,軋制和退火工藝控制進(jìn)行了詳細(xì)的論述.該鋼種目前屈服強(qiáng)l曰

6、地扣謬緣進(jìn)1._..1_置.i度級別有220,260,280,300MPa,主要用作各汽車車身外板.高強(qiáng)度含P鋼高強(qiáng)度含磷鋼是一種較早應(yīng)用于汽車覆蓋件的高強(qiáng)度沖壓用鋼,以固溶強(qiáng)化為主.有低碳含P鋼板和超低碳含P鋼板(即含P高強(qiáng)度IF鋼).低碳含P鋼板主要是通過添加A1元素除去低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼中的間隙原子N,并添加適量比例的P,Mn等元素實(shí)現(xiàn)固溶強(qiáng)化.含P高強(qiáng)度IF鋼根據(jù)其微合金化的特點(diǎn)又可分為(Ti+P)IF鋼,(Nb+P)IF鋼,(Nb+Ti+P)IF鋼.這類鋼的特點(diǎn)是性能穩(wěn)定,平面各向異性適中,力學(xué)性能良好,但也存在冷加工脆

7、性等不利因素.要得到500MPa高強(qiáng)鋼,將使,值下降到1.8以下,因此這類鋼的抗拉強(qiáng)度一般不超過440MPa.高強(qiáng)度低合金(HSLA)鋼該類鋼又稱沉淀強(qiáng)化鋼(P鋼),主要是通過微合金化促使細(xì)小的碳化物析出和晶粒細(xì)化得到強(qiáng)化.目前主要以熱軋為主,比較知名的有瑞典SSAB公司生產(chǎn)的Domex系列產(chǎn)品『3],適合于作汽車翻斗耐磨板,并廣泛用于運(yùn)鈔防彈車和防爆車輛.國內(nèi)上海寶鋼和重慶汽車研究所等單位合作采用熱軋方法開發(fā)了高強(qiáng)度低合金鋼系列新型防彈鋼,厚度從3.0mlTl減為2.85mm.用于防彈車外板,也滿足了防79式微沖鋼彈芯的防

8、彈要求[4】.先進(jìn)高強(qiáng)度鋼先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS)已經(jīng)成為當(dāng)今汽車用鋼主要的研究方向,采用的技術(shù)主要為相變強(qiáng)化,較成熟的鋼種為雙相鋼(DP),復(fù)相鋼(CP),相變誘導(dǎo)塑性鋼(TRIP),鐵素體一貝氏體(FB)鋼和馬氏體鋼(M).另外,還有TWIP鋼以及熱成型(HF)鋼,預(yù)成型熱處理(PFH