汽车钢板的性能要求及钢板种类

汽车钢板的性能要求及种类

总述：

常规车中各种钢材在汽车总重中所占比例为70%左右，其中钢板约占50%以上，优质钢（齿轮钢、轴承钢、弹簧钢等）占30%，型钢占6%，带钢占3%，金属制品及其它占1%。

汽车用钢材种类中主要是各类板带钢，按生产工艺不同，可分为热轧板（热轧薄板、中厚板）和冷轧板（普冷板、镀层板）；按钢板强度不同，可分为以IF钢（无间隙原子钢）为代表的具有超深冲性能的软钢系列和以TRIP（相变诱发塑性钢）钢为代表的高强度钢系列，通常深冲钢是铝镇静钢和无间隙原子钢，高强度钢和超高强度钢是低合金钢、DP钢（双相钢）、TRIP钢、TWIP钢（挛生诱发塑性钢）和马氏体钢等；按钢板性能区分，可分为深冲钢（IF）、烘烤硬化钢（BH）、低合金高强度钢（HSLA）、高强度钢（HS）、超高强度钢等；按加工方法分，可分为沸腾钢、铝镇静钢、镀锌钢板等；按组织结构和成分分类，有含磷钢、含铜钢、无间隙原子钢、双相钢、TRIP钢、马氏体钢等。

汽车板板厚范围一般为0.4~4.0mm，宽度为600~1950mm。用量较大的厚度为1.0、0.8、0.75、0.7mm。

汽车板内部质量要求：⑴成分合理、均匀。通过炼铁、炼钢过程对铁水、钢水成分控制，使S、P、N、O、H质量分数的总量低于1.0×10-4，低碳或超低碳的碳质量分数低于1.0×10-5，微合金化元素的质量分数控制在0.02%以内；⑵为保证优质高强度钢板的综合性能，热轧板带加工应采取控制冷却技术；⑶为保证冷轧产品的力学性能均匀，冷轧板的退火工艺要求严格；⑷镀层钢板应有良好的耐腐蚀性，如耐表面锈蚀能力、耐穿孔锈蚀能力。

汽车板工艺性能要求：良好的成型性能（大件冲压流线型），良好的焊接性能，良好的喷涂性（喷漆处理），高强性能（抵抗外力冲击），足够的抗凹陷性及刚度（吸收冲撞能量）。

汽车板表面质量要求：表面无缺陷，良好的表面清洁性，适当的粗糙度，最好在R a=0.6~1.5μm。

汽车板尺寸精度要求：厚度精度高（厚度为0.8mm、宽度为1500mm的冷轧汽车板，要求在3000m长度上的头尾厚度公差不得超过20μm，中部厚度不得超过7μm），板形良好，耐腐蚀性好。

无间隙原子钢：

又称IF（Interstitial free）钢，IF钢在成分上的特点是含碳量超低和微合金化，加入Ti和Nb之后，形成Ti和Nb的C、N化合物，钢中基本无C、N间隙原子，钢质洁净，使IF钢具有优越的深冲性能。

以IF钢为基础发展起来的深冲热镀锌IF钢板、深冲高强度IF钢板、深冲高强度烘烤硬化IF钢板（Bake Hardening Steel，简称BH钢）等系列，其所具备的易于成型的深冲性能使IF钢广泛应用于汽车外板、内板的制造。

IF钢按冲压级别可分为CQ商用级（伸长率36%~43%），DQ普通冲压级（伸长率42%~47%），DDQ深冲压级（伸长率43%~49%），EDDQ特深冲压级（伸长率47%~53%），Super-ED-DQ超深冲压级（伸长率52%~58%）。

IF钢工艺流程：铁水预处理→转炉冶炼→RH真空处理→连铸→热轧→冷轧→退火（热镀锌）。

热轧后的IF钢一般要再经冷轧进一步减薄厚度以利使用，冷轧后的IF钢可以经过三种方式完成再结晶过程：连续热镀锌、连续退火、罩式退火，其中经过连续热镀锌或连续退火生产的IF钢表面质量更好，性能更均匀。

IF钢生产各工序控制目标及性能的相关程度：

超低碳烘烤硬化钢：

又称BH（Back Hardening）钢，是一种具有优良的深冲性能和高的烘烤性能的汽车用钢板。汽车制造完成后，要求各部件具有高的屈服应力和强度，以提高汽车覆盖件的抗凹性能。然后钢板的成形性和抗凹陷性是一对矛盾，高强度钢板冲压成型性能差，加工时容易起皱，加工后容易回弹。BH钢板在冲压成型前强度较低，在经过冲压成型和烘烤后，其屈服强度增加（一部分是加工硬化造成的、另一部分是烘烤硬化引起的），抗凹陷性加强，这些特性使BH钢板特别适合于汽车外板减薄加工。

BH钢板之所以有烘烤硬化特性是固溶强化作用的结果，在汽车板冲压、涂漆烘烤过程中，BH钢中固溶的碳、氮原子对由于形变诱发的位错有针轧作用，导致屈服强度增高。

烘烤硬化值（BH值）是衡量BH钢板烘烤硬化特性的指标，BH值指BH钢经过预变形、烘烤后屈服强度的提高值。汽车制造用的烘烤硬化钢板的BH值通常要达到40Mpa。过高的BH值自然生效差，过低的BH值抗凹陷性差。

适于生产BH钢的钢种主要有加P的铝镇静钢、超低碳加P铝镇静钢、超低碳加Nb或Ti 铝镇静钢。

BH钢工艺流程：铁水预处理→转炉冶炼→炉后精炼→连铸→均热炉（或加热炉）→粗轧→精轧→层流冷却（低温≤550℃）→卷取→酸洗→冷轧→连续退火（或罩式炉退火）→平整。

相变诱发塑性钢：

又称TRIP（Transformation Induced Plasticity）钢，是近年来为满足汽车工业对高强度、高塑性新型钢板的需求而开发的，是由铁素体、贝氏体、残余奥氏体组成的，也称TDP钢板、三相钢或复合钢。在对TRIP钢进行进一步的加工变形之际，当变形累积至临界变形时，钢中的残余奥氏体开始逐渐向马氏体转变，随着变形程度的增加，钢中残余奥氏体逐渐全部转变为马氏体，从而使TRIP钢达到最强的相变强化效果。

TRIP钢的常温组织大致由50%~60%的铁素体、25%~40%的贝氏体（或少量马氏体）及5%~15%残余奥氏体组成。其成分特征是低碳、低合金化、钢质纯净。

由于TRIP钢表现出的优越力学性能、良好成形性能和能量吸收能力使TRIP钢板成为汽车制造中的最佳材料，派以重要用途，如制作汽车的挡板、底盘部件、车轮轮辋、车门冲击梁等。

按生产工艺的不同，TRIP钢可分为热处理型冷轧TRIP钢板和热轧型热轧TRIP钢板。热处理型冷轧TRIP钢板是采用临界加热、下贝氏体等温淬火的工艺方法来获取TRIP所需的大量残余奥氏体，而热轧型热轧TRIP钢板是通过控制轧制和控制冷却来获得大量的残余奥氏体。

挛生诱发塑性钢：

又称TWIP（Twinning Induced Plasticity）钢，是具备高强度、高塑性指标的汽车用钢。这种新的钢种主要用于轿车车身的结构部件和底盘。因其具有较高的强度和成型性，使用后可