高强度钢性能及其在车身中的应用_张燕瑰[1]
高强度钢板及其在汽车制造中的应用
Ab t t s r :Dei iin nd ca sfc tO o gh t e g h he t ac fn to a l siia i n f hi sr n t s e me a r xp u d d. S u y nd tla e e o n e t d a
d v l p n f hi h t e t he t m ea n a t mo i r u ma ie e e o me t o g sr ng h s e t li u o bl a e s m e rz d.Th p l a i n f hi h te g h e a p i to s o g s r n t c s e t m ea r n r d c d.M an r b e s o he t l a e i t o u e i p o lm f HS M t m p g p o e s a d t e d m a d o t t mp g S n i sa n i r c s n h e n f is sa n i fr ig t o m n o mo d m a e i l a e a a y e l t r a r n l z d. Ke wo d y r s:H S M ; a t m o l a uf c u e; a p i a i n; s a p n S uo bi m n a t r e p lc to t m i g; m a n p o lm s i r be
高强度钢板的分类主要 有: 按 冲 压级别划分 、按 生产工艺 划分、 按强化机理划分和按屈服强度划分
四 种分 类方 法 。 ①按 冲 压 级 别 可 分 为 : 通 冲 普 压 级 、深 冲 级 和 超 深 冲 级 。
密度的比值高于的 强 度 和 综 合 性 能 都 得 到 了 有效 提 高 。
汽车车身用高强度钢及其加工性能的探讨
汽车车身用高强度钢及其加工性能的探讨1 高强度钢板的应用现状和发展动向迄今为止,根据用途的不同,采用不同的强化机制获得了多种汽车车身用高强度钢板。
图1显示了不同的强化机制下获得的几种高强度钢的强度和伸长率。
传统的汽车车身用钢主要是靠添加合金成分获得固溶强化(solid-solution hardened)或析出强化(precipitation hardened)型钢。
由图1可知,析出强化型钢虽然具有较高的强度,可是伸长率低的特性使其冲压成形性较差;而固溶强化型钢虽具有较好的延展性,但其强度却较低。
图1 各种高强度钢的强度和伸长率对于用来制造汽车部件的钢板,既要确保其冲压成形性,又需对其碳当量加以控制以不妨害其焊接性。
在这种情况下,要获得高强度钢,通常钢的组织需保证有马氏体相。
但单纯马氏体相钢,如图1所示的回火马氏体(Tempered martensite)钢虽具有980~1480MPa超高强度,因其延展性很低而难以保证加工性,在汽车车身中的应用则受到限制,仅用于加强件。
于是,对提高延展性的组织控制型高强度钢进行了研制,并于20世纪末进入了实用化阶段。
最先实用化的组织控制型钢是抗拉强度为590MPa级的双相钢(Dual Phase Steel,以下称DP钢)。
DP钢室温组织主要由铁素体和马氏体构成,铁素体为基体相,岛状的马氏体分布于其上。
软的铁素体赋予DP钢较低的屈强比、较大的伸长率,具有优良的塑性;而硬的马氏体则赋予其高的强度。
鉴于此,综合性能较好的58 0MPa级DP钢取代了原来的440MPa级钢作为汽车车身结构件的主要材料。
随之研制的780MPa级DP钢,现在广泛应用于汽车结构件。
最近,通过控制马氏体的体积分数、分散状态和两相的硬度差,从而改善DP钢的伸长翻边性不足,研制出延展性和伸长翻边性兼备的980MPa级DP钢。
众所周知,汽车车身零件绝大部分是冲压成形件。
因此,为保证较复杂零件的冲制,需进一步提高汽车车身用高强度钢的延展性。
超高强度钢在汽车车身上的应用
1 引言
目前 ,国内外很 多新 上市 的车广 泛应 用 了先进高 强 度钢 ,如双 相钢 、相 变诱 导塑性 钢 、复相 钢及 马 氏 体 钢 。有 些采 用 了热 冲压 成 形技 术 ,抗 拉 强度 大于 1 3 0 MP ,大 大提高 了汽 车车身 的结构 强度 及能量 吸 0 a
一
样 的优 点 。 典 型 的 应 用 零 件 有 前 、 后 门左 / 防 撞 右 杆 ( ),前 、 后 保 险 杠 ,A 加 强 板 ,B 加 强 梁 柱 柱 板 ,C 加 强 板 ,下 边 板 ,地 板 中 通 道 , 车 顶 加 强 柱
梁等。
种 将含 硼 元 素 坯 料 加 热 并 转 移 到成 形 工具 中 的 工 艺 ,成 形和 硬 化 一 步 完 成 , 回火 可 以通 过在 压 力机 中零 件 冲压 过 程 中 自身 的热 量 完 成 ,零 件 可 以 获 得
B 0 H 系列 板 材 ,初步 具 备 热冲 压 模具 设 计和 制 5 0 S 1
造 能 力。
到 目前 为 止 ,对于 高 强度 钢 板 还 没 有 一 个统 一
广泛 应用 于结 构梁 类零 件。 这些梁 类件 除具 有 吸收能
本地 的 团 队 也 在 进 行 试 样 , 图9显 示 了 0r a l y I 。 g o
的材 质 、硬 度和 表 面 处理 上 。材 质 使 用DC5 、 D 、 3 2
在 最 小 。 热 冲 压 一 般 有 6 工 序 :剪 板 落 料 、 热 冲 道 压 、激 光剪 切 和 冲 孔 、 喷 丸 除 锈 和 涂 防 锈 油 ,其 中 只 有 第 二道 工 序 热 冲 压 使 用 模 具 。热 冲 模 与普 通 模 具 的 区 别也 较 大 , 内部 要 钻 空 以布 置 复 杂 的冷 却 水
高强度钢材在汽车制造中有何应用
高强度钢材在汽车制造中有何应用在当今的汽车制造领域,高强度钢材的应用越来越广泛,为汽车的性能、安全和燃油效率等方面带来了显著的提升。
那么,高强度钢材究竟在汽车制造中有着怎样的具体应用呢?首先,高强度钢材在汽车车身结构中扮演着至关重要的角色。
车身是汽车的骨架,它不仅要支撑车辆的重量,还要在碰撞时保护乘客的安全。
传统的钢材强度相对较低,在受到碰撞时容易发生较大的变形,从而危及车内人员的生命安全。
而高强度钢材的出现改变了这一局面。
例如,在汽车的 A 柱、B 柱、C 柱以及门槛等关键部位,使用高强度钢材可以大大提高车身的抗碰撞能力。
这些部位在碰撞时承受着巨大的冲击力,高强度钢材能够有效地吸收和分散能量,减少车身的变形,为乘客创造一个相对安全的生存空间。
其次,高强度钢材在汽车底盘部件中的应用也十分广泛。
底盘是汽车的基础,它承载着发动机、变速器、悬挂系统等重要部件。
使用高强度钢材制造底盘部件,如车架、横梁、纵梁等,可以在不增加重量的前提下提高底盘的强度和刚度,从而提升汽车的操控稳定性和行驶舒适性。
此外,高强度钢材还能够降低底盘部件在行驶过程中的振动和噪音,提高车辆的 NVH 性能(Noise、Vibration、Harshness,即噪声、振动与声振粗糙度)。
再者,高强度钢材在汽车发动机部件中也有一定的应用。
发动机是汽车的心脏,其工作环境恶劣,需要承受高温、高压和高速运转带来的巨大负荷。
例如,发动机的缸体、缸盖、曲轴等部件可以采用高强度钢材制造,以提高其强度和耐磨性,延长发动机的使用寿命。
同时,高强度钢材的使用还有助于减轻发动机的重量,提高发动机的功率输出和燃油经济性。
除了上述主要部件,高强度钢材在汽车的悬挂系统、转向系统、制动系统等部件中也有不同程度的应用。
在悬挂系统中,高强度钢材可以制造弹簧、减震器等部件,提高悬挂系统的承载能力和响应速度;在转向系统中,高强度钢材可以制造转向拉杆、转向节等部件,确保转向的精准性和可靠性;在制动系统中,高强度钢材可以制造制动盘、制动卡钳等部件,提高制动系统的性能和耐久性。
从某轿车车身设计看先进高强钢的应用
美国
7
乘用车 CAFE 目标值 27.5 mpg(约 11.8 km/L)
车重量的 30%~40%,因此车身减轻重量的潜力很大,即通过 采用轻量化的材料,就可以减轻汽车自重,从而达到节能、降 低排放的效果。目前,通过优化材料设计而降低车体质量的工 艺方法主要有以下 2 种。
(1) 以低密度材料替代钢铁材料 (如使用低密度的铝合 金、镁合金、塑料和复合材料等),但成本较高,成形和连接 工艺性较差。
图 1 汽车用钢板分类及发展趋势图 (1) IF 钢,又称无间隙原子钢。其是在含碳量低于 0.01 % 的超低碳钢中,加入 C、N 化合物元素 Ti 、Nb,使钢中的间 隙元素碳、氮原子完全固定成化物,从而钢中无间隙原子存 在,得到较纯净的铁素体,提高了其 r (各项异性系数) 值, 改善了其深冲性能,延伸率一般大于 40%。其屈服强度 130~ 210 MPa 之间,抗拉强度一般在 270 MPa 左右。目前,SGMW 微型车身的 DC 系列、B 系列都采用这种钢。 (2) 高强度 IF 钢。其是在 IF 钢的基础上加入 P、Mn (主 要是 P,成本低) 固溶强化,从而得到较高的屈服和抗拉强 度。其屈服强度在一般在 170~260 MPa 之间,抗拉强度不小 于 340 MPa,延伸率在 38 %左右。SGMW 车型几乎所有的门 外板都采用这种钢板 (B170P1)。 (3) BH 钢,又称烘烤硬化钢。这类钢中固溶了 C 和 N, 在冲压成形过程中产生位错。在 170 ℃涂漆烘烤过程中,固溶 的 C 与位错相互作用,C 原子在位错线上聚集,形成 Cottrell 气团,使钢板强度屈服强度上升 (一般增加 30~50 MPa),产 生人工应变时效硬化的效应。其是良好的门外板材料,可显著 提高门外板的抗凹性。其屈服强度在 180~280 MPa 之间,抗 拉强度大于 340 MPa。SGMW 某轿车覆盖件外板都采用这种材 料。 (4) IS 钢,又称各向同性钢。其板材的△r 值趋向于 0, 在冲压成形时不易产生皱褶制耳,有较高的抗凹性能,因此是 适用于汽车外板的材料。其强度与烘烤硬化钢板接近。因其制 造工艺复杂,价格稍高。 (5) HSLA 钢,又称高强度低合金钢,屈服强度一般在 260~550 MPa。其为低碳钢,除通过 Si、Mn 固溶强化外,还 添加 Nb、V、Ti 等微合金化元素强化。其优点是晶粒细,易 于焊接,是传统的优秀结构件钢。常见材料是 B340LA。 (6) DP 钢,又称双相钢。其组织由铁素体和马氏体组 成,强度由马氏体的硬度和马氏体的量决定。双相钢的强
关于高强度钢作为汽车轻质材料的应用分析
10AUTO TIMEFRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨关于高强度钢作为汽车轻质材料的应用分析1 汽车用高强度钢研究进展在世界范围内的汽车行业中,高强度钢本身已经实现了较好的普及,而超高强度钢板材料才是当下世界范围内汽车行业所关注的焦点。
对于高强度钢来说,马氏体钢与热冲压成形用钢在汽车行业中的应用较为广泛,马氏体钢的抗拉强度高达1500MPa ,而热冲压成形用钢的最高强度能够达到1800MPa ,这就使得两种高强度钢材都能够较好的满足汽车的轻量化需求,但对于这两种高强度钢来说,其本身很容易在加热状态下出现表面脱碳和氧化起皮问题,这类问题的出现就会直接影响其本身强度。
除了马氏体钢与热冲压成形用钢外,Q &P 钢、TG 钢、TWIP 钢等高强度钢还处于研究阶段,但笔者希望这些新型高强度钢材能够早日在我国汽车行业中实现广泛应用。
2 高强度钢材料的性能下面主要详细介绍了屈服强度700MPa 级热轧微合金高强度钢典型材料的成分、强化机理、力学性能,并以载货车车架纵梁和客车车身骨架等为例,说明了该钢种对商用车轻量化的作用。
2.1 材料成分及强化机理表1为DOMEX700MC 钢板和QStE700TM 钢板的化学成分实测值。
根据上面的测试表中我们能够清楚的看到,这两种材料的自身特点主要是碳含量较低,并且钢李伟良江苏建康汽车有限公司 江苏省南京市 211500摘 要: 随着我国的经济不断发展,如果将汽车轻量化那么可以降低汽车自重,提高燃油经济性,因此这是当今汽车技术主要发展方向之一。
并且随着国家节能减排的逐步实施以及对于治超限载力度的不断加大,汽车的轻量化势在必行。
虽然铝与塑料在汽车制造中所占的比重不断提高,但钢铁仍旧是汽车制造的主要材料,这就使得钢铁的轻质材料化能够较好的满足汽车的轻量化需求,下面本文对于高强度钢作为汽车轻质材料进行研究。
关键词:高强度;钢汽车;轻质材料;应用板中都含有大量的微量元素。
车身高强度钢材参数
车身高强度钢材参数
车身高强度钢材是指用于汽车制造的高强度钢材,它具有优异
的强度、韧性和耐腐蚀性能,能够提高汽车的安全性能和减轻车身
重量。
一般来说,车身高强度钢材的参数包括以下几个方面:
1. 强度参数,车身高强度钢材通常具有较高的屈服强度和抗拉
强度。
这些参数可以通过屈服强度(yield strength)和抗拉强度(tensile strength)来表示。
屈服强度是材料开始变形的强度,
而抗拉强度是材料抵抗拉伸力的能力。
2. 成分参数,车身高强度钢材的成分参数包括碳含量、合金元
素含量等。
这些成分可以影响钢材的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性能。
3. 加工参数,车身高强度钢材的加工参数包括冷加工硬化指数、成形性能等。
这些参数可以影响钢材的加工性能,包括冲压、弯曲、拉伸等加工过程中的表现。
4. 耐腐蚀参数,车身高强度钢材通常需要具有良好的耐腐蚀性能,这可以通过相关的参数来评价,比如盐雾试验、腐蚀试验等。
5. 其他参数,除了上述参数外,车身高强度钢材还可能涉及到其他参数,比如热处理参数、热膨胀系数等。
总的来说,车身高强度钢材的参数涉及材料的力学性能、化学成分、加工性能、耐腐蚀性能等多个方面。
这些参数对于汽车制造具有重要意义,能够直接影响汽车的安全性能、节能性能和环保性能。
车身用超高强度钢板特性及应用实例
车⾝⽤超⾼强度钢板特性及应⽤实例⼀、⾼强度钢板系列和钢板特性1、⾼强度冷轧钢板1.1开发理念⾼强度冷轧钢板有⾼YR型(析出强化钢)、低YR型(DP钢)、⾼延性型(TRIP钢)、⾼λ型(D P钢、马⽒体钢)等不同特性的钢类。
DP钢和马⽒体钢是⽤⽔淬⽅式的连续退⽕设备(WQ-CAL)制造的,其特点有:1)通过⾼精度组织控制制造TS780-1470MPa级⾼成型性钢板,满⾜⾼强度和⾼成型性的要求;2)采⽤低C当量设计,使钢板具有良好的点焊性和抗延迟断裂性;3)冷却的均匀性和前馈控制技术保证材质的稳定性。
WQ-CAL可以通过控制退⽕温度条件,对钢的组织形态(DP钢或马⽒体钢)进⾏控制。
并且通过对⽔淬温度和回⽕温度的控制,可以在很⼤范围内对DP钢中硬质第2相的体积分量和硬度进⾏控制,从⽽分别制造出多强度级别的、适⽤于不同⽤途的产品。
⾼强度钢板的另⼀个显著特点是,利⽤WQ-CAL可以将C及添加元素的含量降低到极限程度,从⽽保证钢板的强度和成型性并可保证超⾼强度钢板焊接区的良好质量。
低C当量设计还可以提⾼单相马⽒体超⾼强度钢板的抗延迟断裂性。
WQ-CAL对解决⾼强度钢板冲压回弹造成的部件尺⼨精度不良问题⼗分有效。
通过对快速均匀冷却的控制,可以抑制钢板板卷内的强度波动,获得在长度和宽度⽅向上强度、材质稳定均匀的产品。
此外,利⽤⾼精度控制成分的炼钢技术和对热轧到连续退⽕全⼯艺中强度波动因素进⾏控制,抑制了各钢卷之间的强度波动。
1.2⾼强度冷轧钢板系列产品⾼强度冷轧钢板系列产品见表1。
常规型TS590MPa级钢板纳⼊JFS标准的有3个类型的产品,适⽤于不同的成型性要求,现已得到⼴泛应⽤。
780MPa级的⾼λ型钢板⽤于要求⾼拉伸凸缘性的座椅架,低Y R型钢板⽤于冲压胀出成型的车⾝框架。
TRIP 型钢板⽤于⾼拉伸成型部件。
随着成型技术的进步,980MPa 级钢板今后将成为车⾝构架⽤⾼强度钢板的主要产品。
980MPa 级钢板很早就在汽车上得到应⽤,并不断扩⼤应⽤到保险杠R/F(加强件)、车门抗冲击梁、座椅架、车⾝框架等部件。
高强度钢板热冲压材料性能研究及应用
高强度钢板热冲压材料性能研究及应用作者:左巍程有树来源:《科技风》2019年第09期摘要:随着时代的不断发展进步,近年来,我国汽车行业的发展速度逐渐加快。
进入到21世纪以后,对于汽车制造行业提出了最新的要求。
高强度钢板热冲压材料性能研究及应用已经十分普遍,不仅提高了汽车车身的质量,还推动了该行业的发展,接下来本文将结合自己多年的实践工作经验,就高强度钢板热冲压材料性能研究及应用这一问题展开了具体的论述。
仅供参考。
关键词:高强度钢板;热冲压;材料性能;研究应用一、关于高强度钢板热冲压材料性能研究及应用现状分析目前我国关于高强度钢板热冲压材料性能的研究及应用现状,整体来说,应用效果是很不错的。
高强度钢板热冲压材料的性能相对于传统的材料来说,更加稳定,质量也不断提高。
但是在实际应用中,由于受到工作人员技术水平以及外界因素的影响,高强度钢板热冲压材料的制造以及应用质量也受到了不利的影响。
二、高强度钢板热冲压材料性能研究及应用中存在的问题(一)工作人员的技术水平较低,职业素养不高工作人员是推动一个行业发展的核心因素,由于汽车制造行业对于技术性人才的需求比较大,而且目前市场中对于技术型人才的供应也比较缺乏。
行业之间的竞争力主要基于技术性人才,注意,如果该行业的技术人员工作水平比较低,将会影响该行业的未来发展趋势。
高强度钢板热冲压材料的性能研究,需要相关方面的工作人员掌握材料的性能,研究过程中对场外温度的控制,各道工序之间的衔接等,都需要工作人员的积极参与。
但是在实际工作中,由于工作人员的技术水平较低,职业素养不高,从而影响了对热冲压材料性能的研究进度及应用效果。
(二)温度控制不准确导致零件变形、尺寸不精确面临的第二个主要问题就是,强度钢板热冲压材料在制作的过程中对于温度的控制要求是比较高的。
实际应用中,由于受到外界因素的影响,会导致材料寿命降低。
而且,由于温度控制的不准确会导致零件的变形,尺寸的不精确。
高强度钢板热冲压材料在汽车制造过程中会得到更大范围的应用,所以关于其热冲压材料的性能以及质量,将会直接影响汽车车身的质量。
高强度汽车钢板的特性及应用
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陆匠心等 ! 高强度汽车钢板的特性及应用
! ! ! ! 表 ! 显示了宝钢各类汽车用冷轧及镀锌高强
度钢 板 的 生 产 情 况 ! 除 个 别 钢 种 正 在 开 发 外 ! 宝 钢
高强度 12 钢 % 各向同性外板用钢 %双相钢和 3415 钢 的基本成形性能 % 烘烤硬化性和焊接性作一分析 "
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高强度钢板的种类和发展趋势
根 据 国 际 上 对 超 轻 钢 汽 车 的 研 究 !/01.2’
明显下降 $ 尽管随着强度的提高塑性下降 # 但各种钢 因强化机制不同 # 在提高强度的同时塑性的下降程 度也不同 $ 利用相组织强化的钢种则具有高强度和 高塑性的综合优良特性 # 如 +@:< 钢和 ?< 等 $ 由于 汽车车体零件多采用冲压成形 # 塑性是冷轧汽车钢 板的重要性能 $ 因此 # 具有强度和塑性综合优良性能 的钢种成为高强度钢板的发展趋势 $
高强度钢材料在新能源汽车车身结构中的应用研究
高强度钢材料在新能源汽车车身结构中的应用研究下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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高强度钢板热冲压材料性能研究及应用
高强度钢板热冲压材料性能研究及应用
高强度钢板热冲压是一种先进的汽车制造技术,其在汽车轻量化和安全性能方面具有
重要的应用价值。
本文旨在介绍高强度钢板热冲压的材料性能研究及其在汽车制造中的应用。
高强度钢板热冲压的材料特性是研究的重点。
高强度钢板具有较高的拉伸强度和屈服
强度,以及较好的塑性和焊接性能。
其具有更高的抗拉强度和疲劳强度,可以更好地满足
汽车轻量化和安全性能的要求。
研究高强度钢板的组织结构、晶界和析出相等特征,可以
进一步了解其力学性能和加工性能。
高强度钢板热冲压的应用主要集中在汽车制造领域。
汽车轻量化是目前汽车工业发展
的重要趋势,而高强度钢板热冲压可以实现汽车零部件的轻量化设计。
通过在汽车车身、
底盘和动力系统等部件中应用高强度钢板热冲压技术,可以有效减少车身重量,提高燃油
利用率和行驶性能。
高强度钢板热冲压可以提高汽车的安全性能,增加车辆的抗碰撞能力,保护乘客的生命安全。
高强度钢板热冲压技术在国内外已经得到了广泛的应用。
国内汽车制造企业在汽车轻
量化和安全性能方面的应用越来越多。
国际上的汽车制造企业也纷纷将高强度钢板热冲压
技术应用到车辆生产中。
随着技术的不断发展和成熟,高强度钢板热冲压将在未来的汽车
制造中发挥更加重要的作用。
超高强度钢在汽车上的应用.
高强度钢在汽车车身上的应用彩钢结构网发布日期:2011-02-28 10:31 文章采编:彩钢结构网点击: 144次目前,国内外很多新上市的车广泛应用了先进高强度钢,如双相钢、相变诱导塑性钢、复相钢及马氏体钢。
有些采用了热冲压成形技术,抗拉强度大于1300MPa,大大提高了汽车车身的结构强度及能量吸收能力。
国内现在能够方便地获得冷冲压超高强度板材并开发关联模目前,国内外很多新上市的车广泛应用了先进高强度钢,如双相钢、相变诱导塑性钢、复相钢及马氏体钢。
有些采用了热冲压成形技术,抗拉强度大于1300MPa,大大提高了汽车车身的结构强度及能量吸收能力。
国内现在能够方便地获得冷冲压超高强度板材并开发关联模具。
宝钢已经开发出成熟的热冲压B1500HS系列板材,初步具备热冲压模具设计和制造能力。
到目前为止,对于高强度钢板还没有一个统一的定义。
最常见的定义就是基于Volvo汽车公司和SSAB联合发布的标准。
根据这个标准,高强度钢板的屈服强度应为340~600MPa,超高强度钢饭的屈服强度应为600~800MPa,特高强度钢板的屈服强度至少应为800MPa。
由于超高强度板具有高的加工硬化能力,其与成形性相同的普通钢相比,具有很强的吸收能量能力,广泛应用于结构梁类零件。
这些梁类件除具有吸收能量的作用,还与其他零件进行搭接,形状比较复杂。
而单件的基准往往就是关联的分总成的定位基准,对形位公差要求较高。
为了保证碰撞后的车内空间,要求结构梁类零件没有变形或变形量很小,超高强度板恰好具有这样的优点。
典型的应用零件有前、后门左/右防撞杆(梁),前、后保险杠,A柱加强板,B柱加强板,C柱加强板,下边板,地板中通道,车顶加强梁等。
要获得超高强度的车身钣金件有两种方法:一种是采用冷冲压;另一种是采用热冲压专用钢板通过热冲压制成。
超高强度板的冷冲压与普通冷冲压的工序差别不大,一般都有落料、拉深成形、冲孔切边、折边、整形等工序。
模具有特殊的要求,主要体现在工作型面的材质、硬度和表面处理上。
高强度钢在汽车制造中的应用研究
高强度钢在汽车制造中的应用研究高强度钢是指抗拉强度大于等于440MPa的钢材。
它具有高强度、高延展性、高韧性等优异性能,同时具有较高的强度重量比和抗腐蚀性能。
因此,高强度钢在汽车制造中被广泛应用,可以提高汽车的安全性、节约材料和降低能耗。
一、高强度钢在汽车安全性中的应用高强度钢的应用可以提高汽车的整体刚性,更好地抵御碰撞和挤压。
高强度钢还可以用来制造汽车的防护结构,如前保险杠,以减少碰撞造成的伤害。
此外,高强度钢在汽车底盘和车门等部位的应用,也可以增强其防护性能,保护车内人员的安全。
二、高强度钢在节约材料方面的应用高强度钢具有密度小、强度高的特点,可以在保证刚度和强度的情况下,达到减轻汽车自身重量的目的。
这样不仅可以节约材料,同时还可以降低汽车对环境的污染,提高燃油效率。
三、高强度钢在减少车辆能耗方面的应用高强度钢可以降低汽车的整体重量,并提高汽车的动态性能,从而降低车辆的能耗。
这样的应用,可以在减少车辆使用过程中的能量消耗的同时,降低车辆的运行成本,还可以起到促进汽车行业可持续发展的作用。
四、高强度钢在汽车制造中的制造工艺研究高强度钢的制造工艺与常规钢材不同,因此在汽车制造中的应用,需要针对不同的应用场景,制定不同的生产工艺。
目前,汽车制造企业对高强度钢的加工性能和连接性能等进行了深入研究,并逐步实现高强度钢及其复合材料的快速、精准、高效加工。
五、高强度钢的市场前景高强度钢在汽车制造中的应用趋势非常明显,目前国内外大部分汽车主机厂和零部件厂都在积极推广高强度钢的应用。
根据市场统计数据,随着汽车安全和环保的重要性不断提升,高强度钢的市场需求将会不断扩大,预计未来国内高强度钢的市场需求将逐年增长。
总之,高强度钢在汽车制造中具有广泛的应用前景和良好的市场前景,未来将会成为汽车制造中不可或缺的重要材料之一。
同时,随着汽车安全和环保要求的不断提高,高强度钢在汽车制造中将会得到更加广泛的应用。
车身材料了解高强度钢在汽车制造中的应用
车身材料了解高强度钢在汽车制造中的应用近年来,随着汽车工业的不断发展,对于车身材料的要求也越来越高。
高强度钢作为一种优秀的材料,逐渐在汽车制造中得到广泛应用。
本文将带您了解高强度钢在汽车制造中的应用。
一、高强度钢的特点高强度钢具有优异的强度、韧性和耐腐蚀性能,相较于传统的普通钢材,具有更高的强度和更轻的重量。
高强度钢通过合理的合金设计和热处理工艺,使得钢材获得了更好的力学性能,并且在成本上也具备了一定的优势。
因此,高强度钢成为了汽车制造领域的热门材料。
二、高强度钢在汽车制造中的应用1. 结构件高强度钢在汽车的结构件中得到了广泛应用。
例如,车辆底盘和骨架是车辆的重要组成部分,需要具备较高的强度和刚性。
高强度钢具有优异的承载能力和疲劳寿命,因此成为了制造车身结构件的理想材料。
高强度钢可以有效地提高车辆的安全性和稳定性。
2. 安全件高强度钢在汽车的安全件中也有重要的应用。
例如,车辆的安全架构和各种安全装备(如安全气囊和安全带等)需要具备足够的强度和刚性以保护车辆乘员的安全。
高强度钢能够有效地吸收和分散碰撞能量,提供更好的保护性能。
3. 节能环保高强度钢的应用还有助于汽车的节能环保。
相较于传统的普通钢材,高强度钢具有更轻的重量,并且可以使用较薄的板材,从而减轻了车辆的整体重量。
减轻车辆重量可以降低燃油消耗,减少尾气排放,减轻对环境的污染。
因此,高强度钢的应用是推动汽车行业可持续发展的重要因素之一。
三、高强度钢的挑战与前景虽然高强度钢在汽车制造中具有广泛的应用前景,但也存在一些挑战。
首先,高强度钢的生产工艺相较于普通钢材更为复杂,需要更加精细的控制。
其次,高强度钢的成本相对较高,这也是其在大规模应用中的一个限制因素。
然而,随着技术的不断进步和制造工艺的改善,高强度钢在汽车制造中的应用前景依然十分广阔。
随着对车辆安全性和节能环保的要求越来越高,高强度钢将成为一种必不可少的材料。
同时,应用高强度钢材料也有助于汽车行业的技术创新和发展。
高强度钢在现代汽车中的应用与发展趋势说明书
Application and Development Trendof Advanced High-Tensile Steel in ModernAutomobileYuetong Ning(B)Faculty of Material Science and Engineering,Chongqing University,Chongqing400044,China********************Abstract.As the largest country to product and sale the automobile,China isfacing the problem of oil shortages.As an important measure to save energy andreduce emission,Automobile lightweight is of great urgency.At the sometime,automobile lightweight also has a significant effect on the improve of automobilesafety and comfort and decline of manufacturing costs.This paper introduces theadvanced high strength steels and analyses the considerable role that advancedhigh strength steels in automobile lightweight by listing data.With the rise of newenergy vehicles,advanced high strength steel will still play an irreplaceable rolein the future automobile market.This paper offers some instruction and referencesfor the application of advanced high strength steel in modern automobile market.Keywords:automobile lightweight·advanced high-tensile steels·new energyvehicles·market application1IntroductionAutomobile lightweight is one of the most effective measures to reduce energy consump-tion and pollutant emission.In recent years,with the continuous increase of automobile production and ownership,as shown in Fig.1,the three major problems that China fac-ing of energy consumption,safety and environmental protection have become gradually salient.In order to promote the sustainable development of the automobile industry, improve the fuel economy of automobiles and reduce greenhouse gas emissions,China has treated automobile lightweight as an important way of energy conservation and emission reduction at a strategic height.Automobile lightweight is an inevitable choice.The research shows that about75% of the fuel consumption is related to the weight of vehicle.When the vehicle weight decreases by10%,the fuel consumption decreases by8%and the emission decreases by 4%[1].The competition of automobile materials is increasinglyfierce.In recent years, in order to pursue automobile lightweight,the competition between aluminum alloy, magnesium alloy,plastic and composite materials and automobile steel has become increasinglyfierce,and the consumption of aluminum magnesium alloy and composite materials in automobiles has been increasing.This competition has effectively promoted ©The Author(s)2022G.Ali et al.(Eds.):ISEMSS2022,ASSEHR687,pp.3607–3614,2022.https:///10.2991/978-2-494069-31-2_4223608Y.NingFig.1.Civilian car ownership in China(million)the development and application technology of automobile high-tensile and ultra-high tensile steel.Automobile lightweight is to reduce the vehicle weight as much as possible on the premise of ensuring the vehicle strength and safety,then improve the power,safety and other comprehensive performance of the vehicle,therefore to achieve the purpose of energy conservation and emission reduction.Moreover,automobile lightweight can also improve the driving performance and safety performance of the vehicle.This paper introduces the advanced high-tensile steels(AHSS)and analyses the considerable role that advanced high-tensile steels in automobile lightweight by listing data.With the rise of new energy vehicles,advanced high-tensile steel will still play an irreplaceable role in the future automobile market.This paper offers some instructions and references for the application of advanced high-tensile steel in modern automobile market.2Introduction to Common Advanced High-Tensile SteelsIn terms of actual car body manufacturing,the application of high-tensile steel(HSS) has been continuously improved in recent years.As shown in Fig.2,the proportion of advanced high-tensile steel in2020is far higher than that of traditional high-tensile steel.The types and characteristics of advanced high-tensile steel has been continuously studied at home and abroad.In the third edition of the international iron and Steel Association(IISI)application guide for advanced high-tensile steel,high-tensile steel is divided into conventional HSS and AHSS[2].Traditional high-tensile steels mainly include carbon manganese(C-Mn)steel,bake hardening(BH)steel,high-tensile interstitial free(HSS-IF)steel and high-tensile low alloy(HSLA)steel;as shown in Fig.3,advanced high-tensile steel(AHSS)mainly includes dual phase(DP)steel,transformation induced plasticity(TRIP)steel,marten-sitic grade(M)steel,complex(CP)steel,hot forming(HF)steel and twin induced plas-ticity(TWIP)steel.Traditional high-strength steels are mainly strengthened by means of solid solution,precipitation and grain refinement,while AHSS refers to a kind of Steel Strengthened by transformation.The structure contains martensite,bainite and/or residual austenite,including DP steel,TRIP steel,CP steel and M steel[3,4].Advanced high-tensile steel for automobile is divided into hot rolled,cold rolled and hot galvanized products,and its process characteristics are all strengthened through phase transfor-mation.Advanced high-tensile steel has higher tensile(500~1500MPa)than ordinaryApplication and Development Trend3609Fig.2.Proportion of traditional high-tensile steel and advanced high-tensile steel used in recent 20yearsFig.3.Advanced high-tensile steel family for automobilehigh-tensile steel.It also has high-tensile and good formability,especially high work hardening index,which is beneficial to improving the energy absorption in the collision process.The appearance of advanced high-tensile steel has consolidated the leading position of steel in thefield of materials to a great extent.As the current price of auto parts has an absolute impact on sales,advanced high-tensile steel has become the pre-ferred material for automobile companies to reduce the weight of ordinary automobiles, and has been widely used in the automotive industry[5].2.1Dual Phase Steel(DP)Dual phase(DP)steel is a new kind of steel developed in the1970s,and it is also an advanced high-tensile steel developed earlier for automobiles.DP steel is composed of ferrite and island like second phase martensite distributed in the ferrite matrix,and its schematic diagram is shown in Fig.4.Martensite content(volume fraction)is generally5%~30%,the strength can be increased by increasing the proportion of martensite phase.DP steel is produced by con-trolling the cooling of austenite phase or the cooling of two zones(ferrite+austenite),3610Y.NingFig.4.Schematic diagram of islanding martensitic DP steel distributed in ferrite matrixso that part of austenite is transformed into ferrite and residual austenite into martensite. Ferrite and other soft and ductile phases provide good formability for the steel plate, while martensite and other strengthening phases ensure the high tensile of the material. At present,DP590and DP780are widely used.2.2Martensitic(M)SteelMartensitic(M)steel is a kind of steel with strip martensitic structure,which is obtained by rapid quenching and cooling of high-temperature austenite structure through contin-uous annealing after hot rolling,cold rolling or annealing after forming.It is the highest tensile grade of high-tensile steel used in commercialfields at present.Martensitic steels are usually tempered after quenching to improve their ductility.The addition of car-bon is used to increase hardenability and strengthen martensite.Manganese,silicon, molybdenum,boron and nickel can also enhance hardenability.2.3Transformation Induced Plasticity(TRIP)SteelTRIP steel is a new kind of steel developed to better improve the formability and crash-worthiness of steel plate and meet the requirements of forming,weight reduction and safety of automobile parts with complex shapes.The microstructure is shown in Fig.5, which is composed of ferrite,bainite and retained austenite.The reason that it called TRIP phenomenon is that the transformation induced plastic effect,which means the stable retained austenite in the steel is transformed into martensite during deformation, which makes it have special advantages compared with other high-tensile steels,espe-cially suitable for bulging forming.At present,the commonly used tensile grades of this steel are TRIP590and TRIP780.Great progress has been made in the research and development of a new type of TRIP steel.2.4Twin Induced Plasticity(TWIP)SteelTWIP Steel usually has a high content of Mn(15%~30%),Si(2%~4%),Al(2%~4%), so that it can maintain full austenite at room temperature.When there is no external load,its room temperature structure is stable retained austenite.When subjected to external load,mechanical twins will be generated under the induction of strain.Its“twin induced plastic effect”will make the material show excellent mechanical properties.It has extremely high tensile and formability,making TWIP Steel available for stamping parts with complex shapes.Application and Development Trend3611Fig.5.Schematic diagram of microstructure of TRIP steel Table1.The proportion of advanced high-tensile steelMaterial type Baking hardensteel(BH)High strength lowalloy steel(HSLA)Dual phase steel(DP)High strengthsteel(HSS)Percentage/%101744Material type Martensite steel(M)Transformationinduced plasticitysteel(TRIP)Complex phasesteelOthersPercentage/%43133Application of Advanced High-Tensile Steel in Car BodyIt is found that when the steel plate thickness is reduced by0.05mm,0.1mm and0.15mm respectively,the body weight is reduced by about6%,12%and18%respectively,indi-cating that reducing the plate thickness is an important method to realize the automo-bile lightweight[6].By using high-tensile steel plate,the thickness of the plate can be reduced and the safety performance can be improved.After years of technical cooper-ation between the steel industry and the automotive industry in steel lightweight body, especially the research and development project of ultra-light body concept car project (ULSAB-A VC)organized by the international iron and Steel Association,it has been proved that steel is still the leading material for automotive use in the future.As shown in Table1,the proportion of advanced high-tensile steel accounts for more than80%, while the proportion of dual phase steel(DP)is as high as74%.At present,the mainstream application varieties,tensile grades and the maximum tensile of commercial supply of advanced high-tensile steels for automobiles are shown in Fig.6.Among them,DP steel is widely used in automobile body and automobile parts, such as wheels,bumpers,suspension systems and stiffeners,because its manufacturing process and method are relatively easy and its product series are relatively complete.It has become one of thefirst choices for automobile structural parts[7,8].Martensitic(M) steel is mainly used in the manufacture of quenched parts after hot forming,and will be increasingly used in ultra-high tensile parts and anti-collision parts in automobiles.With the development of automobile industry,the application of TRIP steel in car body has been paid more attention.At present,the commonly used-tensile levels are TRIP5903612Y.NingFig.6.Sales statistics and growth of new energy vehicles in China from2014to2021 and TRIP780,which are widely used to make automobile baffle,chassis components, wheel rims,door impact beams and so on[9].At present,China’s automobile market is undergoing a transformation from tradi-tional power vehicles to new energy vehicles.In2016,China produces a total of517,000 new energy vehicles,accounting for about50%of the global output;The cumulative promotion volume has exceeded1million vehicles,accounting for more than50%of the global market[10].A number of excellent new energy enterprises have emerged,such as BYD,JAC,SAIC,Chery,Greely and BAIC.At the same time,BYD has taken the lead in completing the product layout of traditional fuel vehicles and new energy vehicles.The rapid development and large-scale application of new energy vehicles,on the one hand, have improved the comparative advantages of steel materials over aluminum alloys and modified plastics,on the other hand,have also raised the threshold for steel mills to serve the manufacturing of new energy vehicles.Because new energy vehicles use batteries as power,in order to increase their mileage and improve the durability and safety of the body,it is an inevitable way to reduce the weight of the vehicle.At the same time, as an effective energy-saving means,vehicle lightweight technology has become one of the important directions of the development of China’s new energy vehicle industry, which is also the basic technology for the development of new energy vehicles.Table2 shows the proportion of materials used for several new energy vehicles.It can be seen that advanced high-tensile steel accounts for a significant proportion.4ConclusionThe research results of the automobile lightweight project show that the application of advanced high-tensile steel plate can reduce the thickness of plate components and reduce the quality of components to make the automobile lightweight on the premise that the required performance is unchanged or slightly improved;the application of advanced high-tensile steel in automobile ultra-light steel body,ultra-light steel body and advanced concept vehicle shows a good application prospect and good competitiveness in terms of weight reduction,energy saving,safety improvement and emission reduction.With the rise of new energy vehicles,the rapid growth of new energy vehicle consumption market will lead the development demand trend of high-tensile automotive steel,especially the application of high-tensile steel with tensile grade of about1000MPa.Therefore,Application and Development Trend3613 Table2.Proportion of materials for several new energy vehiclesMaterials ElectricFordMustang MazadaMX-30BEVJaguarI-PACENio ES6TeslaModel3Bomag ix3Common Steels22.20%36.10% 1.30%0.60%27%21.90%High StrengthSteels26.30%26.10%0.20%4%24%38.70%Strength Steels*11.60%9.30%0.20%11%8.70%Ultra HighStrength Steels7.70%19.50%3% 6.80%0.20%ThermoformedSteels24.90%24.9%9%8.70%14.80% Aluminum Alloy 4.80%84%88%19%9.70% Others 2.50%11.30%7.40% 3.50%6%advanced high-tensile steel will have a very broad market prospect in China’s automotive industry in the future.This paper offers some instruction and reference for the application of advanced high tensile steel in modern automobile market.Acknowledgements.The completion of this paper is full of ups and downs.Under the mood of severe depression,it is a big problem for me to complete a paper.Here,I would like to sincerely thank everyone who gave me encouragement.Thank Professor E.from Northwestern University for giving me the paper guidance.He is a very inclusive and innovative professor.Thank teacher Cuihong Wang for her patient guidance to me.When I encounter problems every time,she always encourages me,and offers instructions for me.Finally,I would like to thank my mother for her selfless companionship and support during my sad time.Without you,I would not havefinished this paper.The completion of this paper gives me great confidence.I am more confident and recognize myself.I will continue to work hard and contribute to material science!References1.Junjian Ming,Research Status of Automobile Lightweight Materials and ManufacturingTechnology[J]Modern Manufacturing Technology and Equipment,no.10,2020,pp.146–147.2.Yonglin Kang,Guoming Zhu,Development Trend of China’s Automobile Industry and theOpportunities and Challenges of Steels for Automobiles[J]Iron and steel,vol.49,no.12, 2014.3.Yang Li,Hanwu Liu,Yunhui Du,Peng Zhang,Applications and Developments of AHSS inAutomobile Industry[J]Materials Review,vol.25,no.7,2011,pp.101–109.4.Haoran Sun,Tieling Miao,Traditional High tensile Steels and Advanced High tensile Steelsused for Automobile[C]China Academic Journal Electronic Publishing House,no.6,2010.3614Y.Ning5.Chao Liu,Lei Wang,Liu Yang,Development of Advanced High-tensile Steel Used for Auto-mobile and Its Application in Body Design[J]Special Steel Technology,vol.18,no.2, 2012.6.Haomin Jiang,Xinping Chen,Ning Cai,Xiaodong Zhu,Ping Bao,Development trends ofcar body steel[J]Forging&Stamping Technology,vol.43,no.7,2018.7.Qingmei Liu,Jiaojie Feng,Development and current situation of advanced high-tensile steelunder the condition of automobile light weight[J]vol.37,no.4,2020,pp.65-70.8.Haidong Wang,Jiangsheng Yan,Present Development and Engineering Innovation ofAdvanced High Tensile Steel[J]METALLURGICAL EQUIPMENT,no.269,2021.9.Chao Qin,Chenran Yao,Xuelin Zhu,Precise Application of Lightweighht Materials inAutomobiles[J]Automobiles Parts,2019.10.Aimin Zhang,Xiaowei Zhao,Characteristics of steels for new energy vehicles in China andindustrial development[J]Shandong Metallurgy,vol.39,no.2,2017.Open Access This chapter is licensed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0International License(/licenses/by-nc/4.0/), which permits any noncommercial use,sharing,adaptation,distribution and reproduction in any medium or format,as long as you give appropriate credit to the original author(s)and the source, provide a link to the Creative Commons license and indicate if changes were made.The images or other third party material in this chapter are included in the chapter’s Creative Commons license,unless indicated otherwise in a credit line to the material.If material is not included in the chapter’s Creative Commons license and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use,you will need to obtain permission directly from the copyright holder.。
高强钢板在汽车上应用
合金元素对钢板性能的影响
P:使钢的 强度、硬 度提高, 但在室温 下使钢的 塑性、硬 度降低 (冷脆);
Mn:防止 形成FeO, 强化铁素 体,使组 织细化, 提高强度;
Si:改善 钢质,显 著提高强 度和硬度, 但过高会 影响塑性 和韧性;
S: 使钢 在1100左 右的高温 下变形加 工时沿着 晶界开裂 (热裂);
高强钢板在汽车上的应用- 孪晶诱发塑性钢 (TWIP)
成分
成分主要是Fe,15%~30%的Mn,加入一定量的Al和Si,加入少量的 Ni、V、Mo、Cu;
特点
TWIP钢的强度可以达到1000 MPa 以上,伸长率可达到60%~95 %。 使用时无外载荷,冷却到室温下的组织是稳定的残余奥氏体,但是如 果施加一定的外部载荷,由于应变诱导产生机械孪晶,会产生大的无 颈缩延伸,显示出非常优异的力学性能,具有较高的应变硬化率、塑 性和强度。
什么是钢?
• • •
GB/T 13304-91:“以铁为主要成份、含碳量一般在2% 以下,并含有其他元素的材料。” 分类: 高碳钢:含碳量>0.6% 中碳钢:含碳量0.25%~0.6% 低碳钢:含碳量<0.25%
碳含量对钢性 能的影响 ?
合金元素对钢板性能的影响
合金元素对钢力学性能的影响
用途
用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且成型要求也较严格的汽车零件, 如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等,随着钢种性能和成型技术 的进步,DP钢也被用在汽车的内外板等零件上。
高强钢板在汽车上的应用-相变诱发塑性 (TRIP)
成分
主要成分是C、Si和Mn,其中Si的主要作用是抑制贝氏体转变时渗碳 体的析出。
国内高强度钢板呈现批量使用趋势高强度钢板在专用车上的应用研讨会成功举办
国内高强度钢板呈现批量使用趋势高强度钢板在专用车上的应
用研讨会成功举办
张筱梅
【期刊名称】《专用汽车》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】随着国内车辆轻量化进程的加速,运用新材料以减轻自重成为各个企业的研究方向。
高强度钢板由于在保证强度的情况下可有效地减轻自重,目前已经引起了业内的广泛关注。
许多国内专用车生产企业正在积极尝试将运用高强度钢板的专用车辆推向市场,国内外生产此类钢板的制造厂商也已经开始进军该领域,抢占这个巨大的潜在市场。
【总页数】1页(P28)
【作者】张筱梅
【作者单位】《专用汽车》记者
【正文语种】中文
【中图分类】U465.11
【相关文献】
1.高强度钢板在油罐半挂车上的应用研究
2.高强度钢板在汽车上的应用
3.高强度钢板在汽车上的应用
4.专用车轻量化设计分析及高强度钢板的应用
5.“高强度钢板在专用汽车上的应用”技术研讨会即将举行
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先进高强度汽车钢板的研制
先进高强度汽车钢板的研制李麟;何燕霖;张梅;符仁钰;史文【期刊名称】《上海大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(017)004【摘要】阐述传统相变塑性(transformation induced plasticity,TRIP)钢在成分设计上存在的不足,利用偏聚热力学和动力学设计新型TRIP钢的成分.依据扩散动力学估算TRIP钢经亚临界区等温退火后的最慢冷速,取平衡计算和偏平衡所得T0温度的平均值作为过时效温度,依据Hillert模型估算贝氏体增碳所需时间,以上述估算所得的参数通过与大量实验室数据对比后均获证实.以热力学探讨TRIP钢热镀锌的条件,进行系列的焊接性能试验,并在上述基础上进行TRIP钢的大生产.以Dumay所提供参数,估算孪晶诱发塑性(twin induced plasticity,TWIP)钢中组元对奥氏体层错能(stacking fault energy,SFE)的影响,以及不同成分TWIP钢的层错能.根据形成六方马氏体所需层错能,设计TWIP钢的成分,经不同处理后获得应变诱发六方马氏体与淬火马氏体,探讨不同方法获得的马氏体对力学性能的影响.所设计钢经处理后,性能最佳者的抗拉强度达1 GPa,延伸率为60%,完全满足第三代汽车用钢的要求.%The undesirable features in the composition design of traditional transformation induced plasticity (TRIP) steel are described, and composition of the new type TRIP steel is presented based on segregation thermodynamics and kinetics. The lowest cooling rate of steel after inter-critical annealing is obtained with diffusion kinetics estimation. Over-aging temperature is calculated from both equilibrium and para-equilibrium conditions. Carbon enrichment in Bainite is simulated, and the necessarytime obtained based on the Hillert approximation. The calculated parameters are verified by comparison of calculation and experiment results. Conditions for hot dip galvanizing are discussed, and a series of welding tests carried out. The new steel is therefore mass-produced in a large steel enterprise. Effects of elements on stacking fault energy ( SFE) of austenite in twin induced plasticity ( TWIP) steel are calculated. SFE in TWIP steels with different composition is estimated with the thermodynamic parameters proposed by Dumay. To obtain hexagonal close packed (HCP) martensite, composition of TWIP steel is also designed with special care in SFE. Functions of martensite obtained through different treatments on the mechanical properties are discussed, among which the best exhibits very good combination of strength and ductility, I. E. , tensile strength over 1 Gpa and elongation rate similar to 60%. This well meets therequirement of the 3rd-generation automobile steel.【总页数】7页(P480-486)【作者】李麟;何燕霖;张梅;符仁钰;史文【作者单位】上海大学材料科学与工程学院,上海200072;上海大学材料科学与工程学院,上海200072;上海大学材料科学与工程学院,上海200072;上海大学材料科学与工程学院,上海200072;上海大学材料科学与工程学院,上海200072【正文语种】中文【中图分类】TG111.3【相关文献】1.先进高强度汽车用钢板研究进展与技术应用现状 [J], 吝章国2.汽车用先进高强度钢板的发展方向 [J],3.先进高强度汽车钢板应用中面临的挑战 [J], 庄厚川;宋起峰;韩志勇;张洋4.高强度钢板及其先进制造技术在汽车轻量化上的应用 [J], 苏伟5.极限薄规格高强度耐磨钢板研制处于国际先进水平 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
先进的高强度钢及其在汽车工业中的应用
1 前言 目前, 我国汽车工业已经进入了发展的快车道,
随着汽车工业的发展对高强度钢的应用的驱动力越 来越大; 而且汽车工业对轻量化、安全、排放、成本控 制及燃油经济性要求越来越高, 这就驱使汽车工业 采用高强度钢板和一些高强度轻量化材料。
采用高强度钢板的原因首先是改善汽车的安全 和碰撞功能, 现代汽车必须满足政府规定的各部分 乘用空间的安全性, 尤其是正面碰撞和侧面碰撞的 要求, 虽然采用更大的质量和安装更多的安全装置 和 手段 (如 ABS, 空气气囊等) 也可使汽车更加安 全, 但与降低燃油消耗和排放相悖; 为使汽车降低排 放和具有更好的燃油经济性 (满足汽车燃油经济法 规—CA FE 的要求) , 就必须轻量化; 采用高强度钢 板, 既可减少汽车质量, 在降低燃油消耗的同时降低 排放, 又可提高汽车的安全性。 为强化竞争能力, 包 括提高汽车的功能与使用户更为满意 (车辆操纵、噪 音等) , 并使汽车制造成本下降, 售价降低, 就必然导 致高强度钢的应用, 这些正是应用高强度钢的驱动
·70·
钢 铁 第 39 卷
r 值, 而是依赖于组织中的残留奥氏体的 TR IP 效 应、应力状态和冲压时的零件的受力情况; 深冲拉延 翻边零件的受力状态示意图见图 5。
图 6 几种钢的成形极限图的对比 (板厚 112 mm ) F ig16 Fo rm ing lim it d iag ram fo r T 600, D P600, H SLA 340, IF steels (p la te th ichness, 112 mm )
0124 0122 0119 0122 0117 0117 0111 0106 0123 0123
∆t %
Y PE (屈服点伸长)
%
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CHSS 通常是采用固溶强化、析出强化和细化 晶粒强化等手段进行强化所得到的钢种,主要包括
烘烤硬 化 钢 板 ( BH) 、高 强 度 无 间 隙 原 子 钢 ( HSIF) 、低合金高强度钢( HSLA) 、各向同性钢板( IS) 和碳锰钢( CMn) 。AHSS 则是指通过相变进行强化 所得到的钢种,其组织中存在 2 种情况: 一种是包含 有马氏体、贝氏体和残余奥氏体三相的组织; 另一种 是包含有马氏体和残余奥氏体的组织,通常包括双 相钢( DP) 、孪晶诱发塑性钢( TRIP) 、复相钢( CP) 和 马氏体级钢 ( Mart) 等[6]。目前一般所说的高强度 钢主要是指先进高强度钢。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1674-6457. 2013. 04. 017
中图分类号: TG142. 1
文献标识码: A
文章编号: 1674-6457( 2013) 04-0064-05
A Study on Performance of High Strength Steel and Application in Bodywork
收稿日期: 2013-04-11 作者简介: 张燕瑰( 1986 - ) ,女,浙江东阳人,硕士,主要从事颗粒增强铝基复合材料的研究。
第5卷 第4期
张燕瑰等: 高强度钢性能及其在车身中的应用
65
1 车身常用钢板种类
目前国内 汽 车 用 钢 板 60% 左 右 来 自 于 宝 钢, 30% 左右来自于首钢、武钢和鞍钢,还有一小部分则 从国外采购。
精密成形工程
64 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING
第5卷 第4期 2013 年 7 月
高强度钢性能及其在车身中的应用
张燕瑰,邓劲松,魏宪波,赵福全
( 吉利汽车研究院,杭州 萧山 311228)
摘要: 在汽车轻量化与提高碰撞安全性能的基础上,首先简单介绍了汽车常用钢和汽车用高强度钢种
常用车身钢板主要包括以下几种。 1) 冷轧钢板 ( DC 系列,SPCC,SPCD,SPCE 及 St12,St13,St14,St15,St16) 。 2) 热轧钢板( SPHC,SPHD,SPHE 及 SAPH370, SAPH440) 。 3) 加 磷 高 强 度 钢 ( B170P1,B210P1,B250P1, BP340,BP380) 。 4) 双相高强钢板( B240 /390DP,B280 /440DP, B340 /590DP,B440 /780DP) 。 5) 烘烤硬化钢( B140H1,B180H1,BH340) 。
经对比分析,由于高强度钢的碳和合金元素含
2. 3. 4 改善高强度钢成形性的措施 针对上述成形时存在的问题,零件的成形性能
可以通过如下方法得到改善: 更改零件设计,降低零 件成形深度; 增大成形圆角; 优化板料尺寸。
零件的回弹可以通过如下方法得到改善: 回弹 补偿; 增加压边力; 使用拉延筋; 增加凹筋、槽等特征 以减小侧壁的卷曲,如图 4 所示; 优化板料尺寸; 使 用校正工序。
使用量,可以减轻汽车质量,从而达到节能减排的效 果,但是,汽车轻量化与提高汽车碰撞安全性能两者 之间相互矛盾。采用轻量化材料,材料的强度降低, 汽车碰撞安全性下降。车身设计中采用高强度钢能 够同时实现汽车轻量化和提高碰撞安全性两个目 标。随着汽车碰撞安全性能的不断提升以及轻量化 进程的推进,高强度钢已逐渐成为了许多新车型车 身的主用材。由此可见,研究高强度钢在车身中的 应用,对于汽车轻量化和提高碰撞安全性能具有重 大意义。
2. 2 常用高强度钢强化机制与性能
下面简单介绍常用的 3 种高强度钢。 1) 双相钢( DP 钢) 。DP 钢的微观组织为铁素 体( F) 和马氏体( M) 。M 弥散分布在 F 基体上,形 成具有良好成形性和高强度的 DP 钢。其微观组织 主要是通过亚温淬火等方法得到。DP 钢的强度由 M 的含量决定,M 数量越多,DP 钢的强度越高。DP 钢的优点是: 屈强比低,具有室温延迟时效性,加工 硬化率和伸长率都较高。这是由于奥氏体( A) 在转 变成 M 时体积膨胀,产生了存在于 F 中的高密度非 钉扎的位错所致。另外,双相钢的烘烤硬化性能较 高,碰撞时能吸收很高的能量,其安全性比普通碳钢 高 50% 。DP 钢常用于制备形状复杂的高强度结构 件。DP 钢是目前所用高强度钢板中最常用的,通常 用于车身上的各种防撞梁、加强板、连接板等。 2) 烘烤硬化钢( BH 钢) 。BH 钢的强化机制是 残留于钢中的间隙固溶原子碳和氮产生的高温应变 时效,即溶解在 F 中的碳、氮原子聚集在应变产生 的位错处,并被限制其运动。BH 钢的屈服强度低、 屈强比低、延展性较好和抗凹性好。主要用于发动 机盖板、门外板、行李箱外板、顶盖板。 3) 马氏体钢( M 钢) 。钢的显微组织绝大部分 为马氏体组织,M 钢的抗拉强度较高,在 1000 MPa 以上。M 钢通常需进行回火处理以改变其塑性,使 其在如此高的强度下,仍具有足够的成形性能。
以某 车 型 前 地 板 通 道 为 例,分 别 用 DC04 和 B340 /590DP 两种材料进行成形性模拟。根据模拟 结果,可以判断出 DC04 和 B340 /590DP 两种材料成 形性的差异,成形性模拟结果如图 2 所示。
量比普通钢高,其成形性能比普通钢差。高强度钢 成形时存在以下几个问题。
2013 年 7 月
题,其尺寸稳定性差,易出现加工硬化。 热冲压工艺成形的零件与冷冲压成形的不同,
热冲压成形时材料具有良好的塑性,因此在成形过 程中零件较少出现起皱和开裂问题,回弹量小,尺寸 稳定性良好。另外,热冲压成形中的加工变形和空 冷细化了晶粒,提高了其力学性能。 2. 3. 2 高强度钢与普通钢板成形性对比
ZHANG Yan-gui,DENG Jin-song,WEI Xian-bo,ZHAO Fu-quan
( Geely Automobile Research Institute,Xiaoshan 311228,China)
Abstract: The common automobile steel is firstly introduced based on automotive lightweight and crash safety improvement . The categories of automotive high strength steel ( HSS) is then introduced. Furthermore,the strengthening mechanism and performance of some common HSSs are discussed,and the forming technologies of two kinds of HSS are also introduced. The forming problems and measures to improve formability are presented accordingly,and then application of HSS in automotive body is introduced. Finally,the application of HSS in future body is expected. The wide application of HSS plays an important role in accelerating automotive lightweight and improving automotive crash safety.
类,并简述了几种常用高强度钢的强化机制和性能,概述了 2 种高强度钢的成形工艺,指出了其在成形时存
在的问题以及改善其成形性的措施。介绍了高强度钢在汽车车身中的应用情况,展望了高强度钢在未来车
身中的应用前景。大量采用高强度钢在加快汽车轻量化进程和提高汽车碰撞安全性能方面有重大作用。
关键词: 高强度钢; 汽车车身; 轻量化; 碰撞安全性
图 4 增加筋、槽特征 Fig. 4 Adding characters of bead and groove
第5卷 第4期
张燕瑰等: 高强度钢性能及其在车身中的应用
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3 高强度钢在车身中的应用
目前,许多汽车制造商为了应对世界范围所提 出的节能减排要求,必须大量采用轻量化材料。高 强度钢的大量应用不仅起到了节能减排的作用,同 时还能提高汽车的安全性能,保持汽车的生产成本 和提高其回收利用率。
strength
图 2 DC04 与 B340 /590DP 成形性对比 Fig. 2 Sketch map of formability comparison of DC04 and
B340 /590DP
图 2a 所示是材料为 DC04 的前地板通道进行 成形性模拟 的 结 果,可 以 看 出,该 件 整 体 成 形 性 良 好。图 2b 所示是材料为 B340 /590DP 成形性模拟 的结果,可以看出,前地板通道存在多处成形性不充 分的区域( 椭圆所指区域) 。图 2c 和图 2d 分别是 材料为 DC04 和 B340 /590DP 时该件成形性模拟的 局部放大。对比可以看出,采用 DC04 材料进行模 拟时未出现开裂区域,而采用 B340 /590DP 材料后 出现开裂现象。另外,还可以看出采用 DC04 材料 时板料未出现增厚的区域,而采用 B340 /590DP 材 料后板料出 现 增 厚 现 象,有 发 生 起 皱 的 趋 势,如 图 2d 中椭圆区域所指。综上所述,高强度钢的成形性 较普通钢差。 2. 3. 3 高强度钢成形时存在的问题
Key words: high strength steel; automobile body; lightweight; crash safety