汽车车身材料介绍ppt课件
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USI1500超高强度钢
USI1500超高强度钢是用于热冲压加工的高强度钢。 这是阿塞罗公司开发的。完全用于热冲压工艺。该材料 促进了欧洲、美国和日本在热冲压技术上的进步。它的 化学成分于表1，机械性能示于表2。
16
• 其优点: • （1）进行了真空脱气精炼,因此内部质量极
为清洁 • （2）机械加工性良好 • （3）淬透性良好,空冷就能硬化,无需担心
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USI1500超高强度钢
Usibor 1500P是一种预涂材料，有约25um厚的Al-Si 热浸镀层（90%Al，称为Alusi镀层），该镀层能够承受 加热和淬火工艺。Usibor的奥氏体显微组织使其在冲压 温度下仍具有很高的可成形性。图1给出了Usibor的主 要性能指标。
性 能 指 标
图1
1
汽车工业
• 工厂在制造汽车时要使用大量材料，包括 铁、铝、塑胶钢、玻璃、橡胶、石油制品、 合金、钢等等。它们共同组成了汽车上大 大小小的配件
2
• 钢铁用于制造 支撑汽车的基 础框架
3
• 车制造商可以根据汽车不同部位所承担的冲击力， 为其量身选择或坚硬或柔韧的钢铁材质。这些汽车 制造业的革新足以令您放心行驶，安全无忧。
淬裂 • （4）使用高强度钢板是实现汽车轻量化、
提高汽车被动安全性的重要途径之一。采 用传统冷冲压工艺，无法适应高强度钣金 制件的加工要求。
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USI1500超高强度钢
Usibor 1500P特别适于冲击弯曲应用领域。它的最大弯曲 力比1000MPa UTS钢（M1000）高20%，比800MPa UTS 钢（M800）高50%，比600MPa UTS钢（TRIP 600）高 75%。这种优异的性能使Usibor 1500P最适用于汽车保险 杠和门梁、A柱和B柱、横梁、门槛、车顶和厢底地板的加 强件等。
伤
渗碳（渗碳层 深度0.8mm以 上）淬火、回 火、表面硬度 为58~62HRC
去应力退火
7
金属材料-车身材料分析
汽车车身外壳绝大部分是金属材料，主要用钢板。早期的轿 车车身沿用了马车车身结构，整个车身以木材料为主。1912年由 爱德华.巴特首次制成了全金属的车身，1925年文森卓.兰西亚发 明了承载式车身，车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型复盖 件组成，这种金属结构的车身一直沿用至今，得到不断的完善和 发展。
• 加热炉中无须充入保护气体；钢板表面无脱碳； 成形后制件表面无氧化皮，后续无须喷丸处理。
• Usibor钢热冲压前强度极限为600MPa，热冲压后 的强度可达1500MPa。强度如此大幅度增强的原 因在于将热冲压与随后的淬火相结合。
• 热冲压的其他特点有回弹量极小、材料塑性好、 可成形复杂制件等。
•
4
铝
• 铝可是一股“新生势力”呢。由于它质量轻、硬度强。纯 铝薄板是银白色的轻金属，熔点为660℃，密度为 2.7×103kg／m3，并具有良好的塑性、延展性、导电性、 导热性和耐蚀性。
• (2)铝合金薄板 铝合金薄板是在纯铝中加入镁、锰、硅、 铜等合金元素轧制而成的。
•
5
金属材料-底盘
6
金属材料-底盘
代表零件 材料种类及牌号 使用性能要求 主要失效方式 热处理及其他
纵梁、横梁、 传动轴（4000 转/分）、保险
柜钢圈等
25、16Mn钢板 等
强度、刚度、 韧性
弯曲、扭斜、 铆钉松动、断
裂
前桥（前轴） 转向节臂（羊 角）、半轴等
调质钢45、40Cr、 40MnB
强度、韧度、 疲劳抗力
弯曲变形、扭 转变形、断裂
• Usibor1500是一种典型的淬火硬化超高强度硼钢 板，可以通过热冲压成形工艺进一步提高其性能 。
• 超高强度钢适应航空、航天、航海、核能等高新 技术高速发展从而20世纪40年代中期开始（以 AISI4340钢为基础）发展起来的新钢类，目前已 形成品种规格齐全、强韧性配合良好、应用广泛 而比较完整的体系
变速箱齿轮、 后桥齿轮等
渗碳312020钢CCMrr2nM20TNnCiBiT4riM、等、nTi、强接及度触断、疲裂耐劳抗磨抗力性力、、
麻点、剥落、 齿面过量、磨 损变形、断齿
变速器壳、离 合器等
灰口铸铁HT200
刚度、尺寸稳 定性、一定强
度
产生裂纹、轴 承孔磨损
要求用冲压工 艺性能好的优
质钢板
模锻成型、调 制处理、圆角 滚压、无损探
验）图1 Usibor 1500P的主要性能指标
20
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USI1500超高强度钢
USIBOR1500钢板中添加了硼等其他合金元素且经过 淬火处理提高了强度, 导致其合金成分、组织和强度都 与普通高强钢及低碳钢有较大差异, 同时使得其同种材 料和异种材料的点焊性能也随之发生较大变化. 故对于 该类新型超高强度淬火硼钢板来讲, 其点焊性能的研究 就显得尤为必要。 通过对超高强度淬火钢板Usibor1500同种材料点焊以 及与低碳钢DC04异种材料点焊的两种焊接接头的抗剪 强度、宏观形貌以及显微组织的研究与分析,探索了 Usibor1500的点焊性能.结果表明两种点焊接头基本不 存在内部和外部缺陷,能够满足实际生产需要, Usibor1500超高强度淬火钢板具有良好的点焊性能.
• 在欧洲，2003年有7款车的B柱用不带涂层的 22MnB5热冲压生产，2009年采用热冲压生产B柱 的车超过20款，其中用带涂层的Usibor1500已超 过70%。
13
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钨锡铂钢板
• Usibor1500是一种超高强度钢。其中文名是有其 发音转换过来的。（钨锡铂）其耐磨性能较佳的 通用冷作模具钢.有着良好的淬火性,并且淬火变形 量小。
8
金属材料-车身材料分析
金属材料在车身上ຫໍສະໝຸດ Baidu应用主要有：钢板、铸铁等重 金属材料；铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡 沫金属等材料。 其中 钢板：热/冷轧钢板、表面处理（镀覆）钢板、不 锈钢板、高强度钢板等 轻金属材料：铝板、铝合金、镁合金、钛合金等
9
10
11
12
• 带有AlSi涂层的热冲压钢板在成形过程中有以下 特点：
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USI1500超高强度钢
上乘的焊接性能
（点焊、MIG和MAG焊） ¨ 焊条使用期延长 ¨ 均匀或非均匀组合 ¨ 大电流波瓣（＞＞1kA）
优良的耐腐蚀性
¨ 部件热冲压后即可涂漆 ¨ 表面粗糙度使油漆附着性极佳，与电镀 产 品相媲美
优秀的耐冲撞性能
¨ 高韧性（夏氏冲击试验） ¨ 三点弯曲试验中极佳的表现（防渗透试
USI1500超高强度钢
USI1500超高强度钢是用于热冲压加工的高强度钢。 这是阿塞罗公司开发的。完全用于热冲压工艺。该材料 促进了欧洲、美国和日本在热冲压技术上的进步。它的 化学成分于表1，机械性能示于表2。
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• 其优点: • （1）进行了真空脱气精炼,因此内部质量极
为清洁 • （2）机械加工性良好 • （3）淬透性良好,空冷就能硬化,无需担心
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USI1500超高强度钢
Usibor 1500P是一种预涂材料，有约25um厚的Al-Si 热浸镀层（90%Al，称为Alusi镀层），该镀层能够承受 加热和淬火工艺。Usibor的奥氏体显微组织使其在冲压 温度下仍具有很高的可成形性。图1给出了Usibor的主 要性能指标。
性 能 指 标
图1
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汽车工业
• 工厂在制造汽车时要使用大量材料，包括 铁、铝、塑胶钢、玻璃、橡胶、石油制品、 合金、钢等等。它们共同组成了汽车上大 大小小的配件
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• 钢铁用于制造 支撑汽车的基 础框架
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• 车制造商可以根据汽车不同部位所承担的冲击力， 为其量身选择或坚硬或柔韧的钢铁材质。这些汽车 制造业的革新足以令您放心行驶，安全无忧。
淬裂 • （4）使用高强度钢板是实现汽车轻量化、
提高汽车被动安全性的重要途径之一。采 用传统冷冲压工艺，无法适应高强度钣金 制件的加工要求。
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USI1500超高强度钢
Usibor 1500P特别适于冲击弯曲应用领域。它的最大弯曲 力比1000MPa UTS钢（M1000）高20%，比800MPa UTS 钢（M800）高50%，比600MPa UTS钢（TRIP 600）高 75%。这种优异的性能使Usibor 1500P最适用于汽车保险 杠和门梁、A柱和B柱、横梁、门槛、车顶和厢底地板的加 强件等。
伤
渗碳（渗碳层 深度0.8mm以 上）淬火、回 火、表面硬度 为58~62HRC
去应力退火
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金属材料-车身材料分析
汽车车身外壳绝大部分是金属材料，主要用钢板。早期的轿 车车身沿用了马车车身结构，整个车身以木材料为主。1912年由 爱德华.巴特首次制成了全金属的车身，1925年文森卓.兰西亚发 明了承载式车身，车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型复盖 件组成，这种金属结构的车身一直沿用至今，得到不断的完善和 发展。
• 加热炉中无须充入保护气体；钢板表面无脱碳； 成形后制件表面无氧化皮，后续无须喷丸处理。
• Usibor钢热冲压前强度极限为600MPa，热冲压后 的强度可达1500MPa。强度如此大幅度增强的原 因在于将热冲压与随后的淬火相结合。
• 热冲压的其他特点有回弹量极小、材料塑性好、 可成形复杂制件等。
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铝
• 铝可是一股“新生势力”呢。由于它质量轻、硬度强。纯 铝薄板是银白色的轻金属，熔点为660℃，密度为 2.7×103kg／m3，并具有良好的塑性、延展性、导电性、 导热性和耐蚀性。
• (2)铝合金薄板 铝合金薄板是在纯铝中加入镁、锰、硅、 铜等合金元素轧制而成的。
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金属材料-底盘
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金属材料-底盘
代表零件 材料种类及牌号 使用性能要求 主要失效方式 热处理及其他
纵梁、横梁、 传动轴（4000 转/分）、保险
柜钢圈等
25、16Mn钢板 等
强度、刚度、 韧性
弯曲、扭斜、 铆钉松动、断
裂
前桥（前轴） 转向节臂（羊 角）、半轴等
调质钢45、40Cr、 40MnB
强度、韧度、 疲劳抗力
弯曲变形、扭 转变形、断裂
• Usibor1500是一种典型的淬火硬化超高强度硼钢 板，可以通过热冲压成形工艺进一步提高其性能 。
• 超高强度钢适应航空、航天、航海、核能等高新 技术高速发展从而20世纪40年代中期开始（以 AISI4340钢为基础）发展起来的新钢类，目前已 形成品种规格齐全、强韧性配合良好、应用广泛 而比较完整的体系
变速箱齿轮、 后桥齿轮等
渗碳312020钢CCMrr2nM20TNnCiBiT4riM、等、nTi、强接及度触断、疲裂耐劳抗磨抗力性力、、
麻点、剥落、 齿面过量、磨 损变形、断齿
变速器壳、离 合器等
灰口铸铁HT200
刚度、尺寸稳 定性、一定强
度
产生裂纹、轴 承孔磨损
要求用冲压工 艺性能好的优
质钢板
模锻成型、调 制处理、圆角 滚压、无损探
验）图1 Usibor 1500P的主要性能指标
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USI1500超高强度钢
USIBOR1500钢板中添加了硼等其他合金元素且经过 淬火处理提高了强度, 导致其合金成分、组织和强度都 与普通高强钢及低碳钢有较大差异, 同时使得其同种材 料和异种材料的点焊性能也随之发生较大变化. 故对于 该类新型超高强度淬火硼钢板来讲, 其点焊性能的研究 就显得尤为必要。 通过对超高强度淬火钢板Usibor1500同种材料点焊以 及与低碳钢DC04异种材料点焊的两种焊接接头的抗剪 强度、宏观形貌以及显微组织的研究与分析,探索了 Usibor1500的点焊性能.结果表明两种点焊接头基本不 存在内部和外部缺陷,能够满足实际生产需要, Usibor1500超高强度淬火钢板具有良好的点焊性能.
• 在欧洲，2003年有7款车的B柱用不带涂层的 22MnB5热冲压生产，2009年采用热冲压生产B柱 的车超过20款，其中用带涂层的Usibor1500已超 过70%。
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钨锡铂钢板
• Usibor1500是一种超高强度钢。其中文名是有其 发音转换过来的。（钨锡铂）其耐磨性能较佳的 通用冷作模具钢.有着良好的淬火性,并且淬火变形 量小。
8
金属材料-车身材料分析
金属材料在车身上ຫໍສະໝຸດ Baidu应用主要有：钢板、铸铁等重 金属材料；铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡 沫金属等材料。 其中 钢板：热/冷轧钢板、表面处理（镀覆）钢板、不 锈钢板、高强度钢板等 轻金属材料：铝板、铝合金、镁合金、钛合金等
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• 带有AlSi涂层的热冲压钢板在成形过程中有以下 特点：
19
USI1500超高强度钢
上乘的焊接性能
（点焊、MIG和MAG焊） ¨ 焊条使用期延长 ¨ 均匀或非均匀组合 ¨ 大电流波瓣（＞＞1kA）
优良的耐腐蚀性
¨ 部件热冲压后即可涂漆 ¨ 表面粗糙度使油漆附着性极佳，与电镀 产 品相媲美
优秀的耐冲撞性能
¨ 高韧性（夏氏冲击试验） ¨ 三点弯曲试验中极佳的表现（防渗透试