国外汽车用先进高强度钢板及其标准综述_徐宏伟
浅谈汽车用先进高强钢成形性能研究论文
浅谈汽车用先进高强钢成形性能研究论文浅谈汽车用先进高强钢成形性能研究论文先进高强钢兼具高强度和较好的成形性能，特别是应变硬化指数高，有利于碰撞吸收能的提高，已被广泛用于车身的结构件和安全件。
优化采用先进高强钢板，可减轻车身重量、提高车身被动安全性及提高车型性价比。
先进高强钢中的DP钢和TRIP钢都具有高强度和良好塑性的优点，是汽车轻量化的理想用材。
DP钢主要应用于车底十字构件、防撞杆、纵梁等加强结构件等，而TRIP钢则主要应用于车门防护杆、保险杠和底盘结构件等。
本文通过显微组织分析、拉伸试验、成形极限试验、杯突试验及扩孔试验，对不同强度级别DP钢和TRIP钢的成形性能进行研究，希望对冲压成形及应用提供参考。
1试验材料(1)化学成分试验材料中DP钢采用C-Si-Mn成分体系，TRIP钢采用Si基低合金成分体系。
为获得较细的组织以利于更好地提高塑性和韧性，试验材料中均添加微合金元素Nb。
(2)显微组织以相同强度级别试验材料显微组织为例。
DP590显微组织中灰白色组织为铁素体，灰黑色组织为马氏体，而在TRIP590显微组织中，灰色组织为铁素体，黑色组织为贝氏体，白色组织为残余奥氏体，残余奥氏体分布在多边形铁素体晶粒之间，有少量存在铁素体内部，岛状贝氏体分布在铁素体和残余奥氏体交界处或相邻的铁素体晶粒交界处。
DP钢中铁素体赋予双相钢较低的屈强比、较高的延伸率，具有优良的塑性;而马氏体则赋予其高的强度，同时铁素体在变形过程中会遇到硬相马氏体的阻碍产生大量位错而快速的产生加工硬化，有利于流变应力的均匀分布，使DP钢具有良好的成形性能。
TRIP钢中主要由贝氏体提高材料强度，提供塑性的不仅有铁素体，还有因残余奥氏体向马氏体相变而引入的塑性提高，因此，DP钢与TRIP钢的塑性能力是不同的。
Nb在DP钢中主要通过NbC粒子的析出阻碍再结晶晶粒的长大，使铁素体晶粒较细，马氏体分布弥散，在提高基体强度的同时有利于进一步提高加工硬化速率和延伸率。
汽车用先进高强度钢的开发及应用进展
新一代汽车的发展趋势是要求节能 、 降耗 、 环保 和安全 。因此 ,使用高强和超高强度钢作为汽车用 钢是未来的目标 ,从而达到汽车的轻型化 、 安全性等 目的 。为了发展汽车用高强度钢板 , 促使汽车轻量 化 ,近年来在世界范围内开始了大量的相关汽车轻 量化项目的研究 , 研究项目的共同点是将汽车质量 降低 20 %～40 %[ 1 ] 。 双 相钢 ( DP ) 、 复 相钢 ( CP) 、 相变诱发塑性钢
DP980 等级别的冷轧及镀锌钢板 。新日铁冷轧双相
钢板供货级别覆盖了 490～1 270 M Pa 的 7 个级别 , 其 中 DP490 、 DP540 、 DP590 、 DP780 、 DP980 和
DP1180 共 6 个 级 别 可 供 电 镀 锌 钢 板 , D P590 、
第 8 期 江海涛等 : 汽车用先进高强度钢的开发及应用进展
1 双相钢
双相钢是由低碳钢或低碳微合金钢经两相区热 处理或控轧控冷而得到 , 其显微组织主要为铁素体 和马氏体 。普通的高强钢是通过控制轧制细化晶 粒 ,并通过微合金元素的碳氮化物的析出来强化基
图1 汽车用常规钢种和先进高强度钢种的 强度与伸长率的关系
Fig1 1 Strength2ductility regime of conventional and advanced high strength steels
( 北京科技大学高效轧制国家工程中心 , 北京 100083)
摘 要 : 先进的高强度钢在汽车减重 、 节能 、 提高安全性 、 降低排放等方面展现出了广阔的前景 ,在新一代汽车伙 伴计划 、 超轻钢车身 — — — 先进概念车等项目上得到了应用和推广 。简述了先进高强度汽车用钢板的最新开发和 应用进展情况 。 关键词 : 汽车钢板 ; 先进高强度钢 ; 开发 ; 应用 中图分类号 : T G142 文献标识码 :A 文章编号 :100120963 ( 2007) 0820001206
汽车用高强度钢板的现状及今后的展望
汽车用高强度钢板的现状及今后的展望l前言为了降低C02排出量和提高碰撞安全性，汽车车体必须同时具备轻量化、强度化，因此扩大使用了高强度钢板。
高强度钢板在实现高强度化、轻量化的要求（即成本性能）方面无疑是一种优良的材料，可以认为，在今后更为严格的规章制度下，其使用将会日益增大，尤其随着对碰撞安全性的高度关心，其作用会愈来愈大。
但是高强度钢板一般随着强度的提高，加工性能会恶化，所以使用情况不一定很好。
另外，当强度高时，还必须具备像软钢板那样的扩孔性和弯曲性等特性。
为了尽可能改善难使用的状况，充分发挥其性能，曾进行了各种各样的开发。
本文拟对高强度钢板的开现状及今后的展望进行叙述。
2高强度钢板的使用现状和种类随着燃料费的提高，进入上世纪80年代后，高强度钢板使用率（如图1所示），就不断上升，但是对轻量化的要求并不那么强烈，曾在90年代后有一段时间处于停滞状态。
但是，随对碰撞安全的社会认识提高，在1995年和1996年相继引进了J - NCAP（国土交通省和汽车事故对策机构的汽车评定）及EURO - NCAP(欧洲新汽车评定方案)，开始公开一般汽车安全情报，高强度钢板酌使用再次开始增加。
特别在1998年当欧洲不均匀碰撞试验法制化时，欧洲委员会规定了在2008年的C02发生量不得超过140g/km的目标，为了满足其规定，故加速使用了高强度钢板。
80年代的高强度化强度水平主要是340~ 440MPa级，而最近以590MPa为主。
图2表示某钢铁厂以1995年的生产量为100时的各强度水平的高强度钢板的出厂量，可以看出590MPa 级的增长量显著。
2003年的生产量实际已达到1995年的35倍。
由图可知，最近高强度钢板化的主流是590MPa。
随高强度钢板化比率增加，超过590MPa的比率也增加了，其内容也发生了变化。
所以，今后的高强度钢板化比率必然是590MPa以上的钢板。
高强度钢板是根据拉伸强度区分的，在其开发过程中根据每个使用部位要求的特性，经历了强度缓慢提高的过程，这不仅仅是强度，而且根据特性出现了诸多种类。
国外汽车用先进高强度钢板及其标准综述_徐宏伟
材料协会( ASTM) 和日本工业标准( JIS) ; 第 2 类是行 业标准 , 如德国钢铁工程师协会标准 ( SEW) 、美国汽 车工程师协会( SAE) 标准和日本钢铁联盟标准( JFS) , 第 3 类是钢铁企业的企业标准和汽车厂的采购标准 。 第 1 类和第 2 类标准属于公开发行的标准 , 而第 3 类 标准中除了通用汽车公司标准 ( GM) 、福特汽车公司 标准( FORD) 等少数标准公开发行外 , 大部分标准是 不公开的 。 本文主要介绍通用 性较高的第 1 和第 2 类标准 , 表 1 是这两类标准的汇总表 。
8
冶金标准化与质量 第 44 卷
国外汽车用先进高强度钢板及其标准综述
徐宏伟
( 上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200030)
摘 要 :简要介绍了 9 种先进高强钢的特点和用途以及国 外先进 高强钢 标准的 概况 , 重点分 析了欧 洲 、美 国 和日本先进高强钢标准的特点和标准间的异同 。 针对我国的现状 , 提出了先进高强钢的发展设想以及先进高 强钢国家标准的制定原则和实施方法 。 关键词 : 先进高强钢 ; AHSS ; 标准 中图分类号 : TG335 . 5 文献标识码 : B 文章编号 : 1003 -0514( 2007) 02 -0008 -06
收稿日期 : 2007 03 21 作者简介 : 徐宏伟 , 男 , 硕士研究生 , 高级工程师 , 目前主要从事标准和质量管理 。
第 2 期 国外汽车用先进高强度钢 板及其标准综述
9
定 AHSS 国家标准提供参考和借鉴 。 1 AHSS 简介 目前 , 在技术上相对比较成熟 , 并且实现了商业 化生产的 AHSS 主要是 DP 钢 、 TRIP 钢 、马氏体钢 、 CP 钢和 FB 钢 , HF 钢 、 TWIP 钢 、 PFHT 钢和 NANO 钢大都 处于研发阶段 。 下面简要介绍一下这些钢的特性和 用途 。 1. 1 DP 钢 DP 钢的显微组织主要是铁素体和马氏体 , 马氏 体以岛状分布于铁素体基体中 , 马氏体的含量在 5 % ～ 20 %, 钢的强度随马氏体含量的增加不断提高 。 强 度范围一般为 500 ～ 1 000MPa 。 DP 钢具有屈服强度 低、 初始加工硬化指数高 、 高的烘烤硬化性能 、 无屈服 延伸和室温时效 、 高的能量吸收能力等特点 , 较好的 实现了强度和成形性能的匹配 。 主要用于汽车结构 件、 安全件和加强件 , 如车轮 、保险杠 、 横梁 、纵梁 、座 椅导轨等零件 。 1. 2 TRIP 钢 TRIP 钢的显微组织主要铁素体 、贝氏体和残余 奥氏体 , 因此也称残余奥氏体( RA) 钢 。 残余奥氏分 布在铁素体和贝氏体的基体中 , 含量在 5 % ～ 15 %, 马氏体和贝氏体等硬相以不同的含量存在 。 强度范 围一般为 600 ～ 1 000MPa 。 与 DP 钢 相比 , TRIP 钢具 有更高的延伸率 , TRIP 钢的初始加 工硬化指数虽然 小于 DP 钢 , 但在很长应变范围内仍保持较高的加工 硬化指数 , 因此特别适合用于拉胀成 形 。 TRIP 钢也 主要用于汽车结构件 、 安全件和加强件 , 如座椅结构 、 横梁 、 纵梁 、 翼子加强件等零件 。 1. 3 马氏体钢 马氏体钢的显微组织主要是板条马氏体 , 强度范 围一般为 900 ～ 1 500MPa , 是目前商业化 AHSS 中强 度级别最高的钢种 。 马氏体钢的成形性较差 , 主要用 于成形要求不高的车门防撞杆等 零件 , 代替 管状零 件 , 降低制造成本 。 1. 4 CP 钢 CP 钢也称多相( MP) 钢或部分马氏体钢( PM ) ,其 显微组织主要是铁素体 、贝氏体和马氏体 , 少量的马 氏体分布在细小的铁素体和贝氏体基体中 。 另外 , 还 可以通过析出强化进一步进行强化 。 强度范围为一 般为 800 ～ 1 000MPa 。 与 DP 钢相比 , 在相同抗拉强度 的情况下 , CP 钢具有较高的屈服强度 。 CP 钢的特点 是具有高的能量吸收能力和高的残余形变量 , 特别适
国内外汽车用钢发展情况分析
国内外汽车用钢发展情况分析第一节国外汽车用钢开发情况一、高强钢板根据钢中的合金含量可以将超高强度钢分为低合金超高强度钢、中合金超高强度钢和高合金超高强度钢。
据合结钢的物理冶金学特点可以将超高强度钢分为低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢。
低合金超高强度钢大多是AISI 4130、4140、4330或4340的改进型钢；HY180和AF1410是典型的二次硬化型中合金超高强度钢；高合金超高强度钢的典型代表是马氏体时效钢。
AISI4340是最早出现的低合金超高强度钢。
它于1950年开始研究，并于1955年应用于飞机起落架。
通过淬火和低温回火处理，AISI4130、4140、4330或4340钢的屈服强度可以超过1500MPa，然而缺口冲击韧性降低。
在钢中添加1％～2％的硅可以抑制回火时ε-碳化物生长及Fe3C形成，提高回火温度(260-315℃)来消除热应力和相变应力以提高韧性，同时又可避免马氏体回火脆性。
坩埚熔炼Hy-Tuf和300M便是利用上述原理开发的高硅低合金超高强度钢。
1952年美国国际镍公司开发的300M钢是在4340钢中添加硅和钒元素。
300M钢在300℃回火可获得最佳的强度和韧性配合。
通过调整碳含量和添加钒，开发了AMS6434和LadishD6AC钢。
通过对AISI4330的改进，我国开发了高性能685和686装甲钢。
在工艺性能相当的条件下，高性能685装甲钢的抗枪弹和抗炮弹性能优于目前我国大量应用的前苏联2п和43пCM装甲钢。
在AISI4340的基础上，我国还研制了高硬度695装甲钢，其抗穿甲弹防护系数达到1.3以上。
值得注意的是，尽管以4340和300M钢为代表的低合金超高强度钢具有高强度，但它们的断裂韧性和抗应力腐蚀能力较差。
除了广泛应用的AF1410等二次硬化超高强度钢之外，为了获得更高的强度和韧性配合，美国SRG在二次硬化钢的物理冶金学研究基础上，开发了高洁净度的AerMet钢。
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。
高强度汽车钢板的特性及应用
’ !" ’
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 "
6789: ;< =>;98?@ A<9 4BBCD?A7D;< ;E FDGH 67>@<G7H 67@@C E;> 487;I;7DJ@ D< &A;K7@@C
!" #$%&’()$&#*+,- !$#./,- 0%$(12% #3+ 41%5(12$
!@D? 4E>FEG #2HIJKH> :GI> L 1FEEM 4I- #0FN- #1KH>OKHP !"%&"" #4KP>H "
M@: N;>9K%KPOK JFGE>OFK) HRFI JKEEFJ ) SKHGHSFEGPJFPS ) HQQMPSHFPI>
5
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 $
先进高强度汽车钢板的研制
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｖ ｌｐｍ ｅ ｆＡｄ ａ ｅ ｓ ａ ｃ ｎｄ Ｄｅ ｅｏ ｎｔｏ ｖ ｎｃ ｄ Ａｕｔ ｍ ｏ ｉｅ Ｓ ｅ ｔ ｅ ｏ ｂ ｌ ｈｅ ｔＳ ｅ ｌ
ＬＩＬｉ ｎ，
ＨＥ ｎ ｌｎ， Ｙａ —ｉ
Ｚ ＡＮＧ ， Ｈ Ｍ ｉ
Ｆ Ｒｅ ｙ Ｕ ｎ— ｕ， ＳＨＩＷ ｅ ｎ
衡所得 温度的平均值作 为过 时效温度 ， 依据 Ｈ ｌｒ模型估 算贝 氏体增碳所 需时 间 ， ｉｅ ｌｔ 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 Ｔ Ｉ Ｒ Ｐ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 Ｔ Ｉ ＲＰ钢的大生产 ． Ｄ ｍ ｙ所提供参数 ， 以 ｕａ 估算孪 晶诱 发 塑性 （ｗｎｉｄ ｃｄｐａｔ ｉ ，ＷＩ ） 中组 元对 奥氏 ｔｉ ｕｅ ｌ ｉ ｔ Ｔ Ｐ 钢 ｎ ｓ ｃｙ 体层错能 （ｔｃｉｇｆ ｌｅｅｇ ，Ｆ ） ｓ ｋ ｕｔ ｎｒｙ Ｓ Ｅ 的影响 ， ａ ｎ ａ 以及不同成分 Ｔ Ｐ钢 的层错 能． 据形成 六方马 氏体所需层 错能 ， ＷＩ 根 设
ｄ ｉ １ ．９ ９ｊｉ ｎ １０ —８ １２ １．４ ０ ５ ｏ ： ０ ３６ ／．ｓ ． ０７２ ６ ．０ ０ ． １ ｓ １
先进 高 强 度 汽 车 钢 板 的研 制
李 麟 ， 何 燕霖 ， 张 梅 ， 符仁钰 ， 史 文
（ 海大学 材料科学与工程学 院 ， 上 上海 ２０ ７ ） ０ ０ ２
第ｌ ７卷 第 ４期 ２１ ０ １年 ８月
上 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
ＪＵ Ｎ ＬＯ Ｈ Ｎ Ｈ Ｉ ＮＶ Ｒ Ｉ （ Ａ Ｕ Ａ ＣＥ Ｃ ） Ｏ Ｒ Ａ ＦＳ Ａ Ｇ Ａ ＩＥ Ｓ Ｙ Ｎ Ｔ Ｒ ＬＳＩＮ Ｅ Ｕ Ｔ
汽车用高强度钢板的开发应用和发展前景
D EVELO PM ENT, APPL ICAT IO N AD N PERSPECT IVE O F H IGH STRENGTH STEEL SHEETS FO R AUTOMO B IL ES
ZHU Zheng
(Shangha i B ao steel G roup Co rp. ) ABSTRACT D evelopm en t p rog ress of h igh st reng th steel sheet and it s app lica t ion in au tom ob ile indu st ry a re in t roduced. KEY WO RD S h igh st reng th sheet, steel sheet fo r au tom ob iles, developm en t, app lica t ion
1 前言 人们对现代汽车提出了越来越高的要求, 即: 能
耗低、重量轻和安全性高。汽车业的高要求以及铝业 的竞争促使钢铁工业为适应汽车工业的需要而开发 厚度更薄、成形性更好、强度更高的钢板, 由此也推 动了高强度钢板的开发和研究。 2 高强度钢板的发展
通常, 把屈服强度为 350 M Pa 以上的低合金钢 称作高强度钢, 它具有良好的低温韧性、成型性和焊 接性[1 ]。
steel w ith differen t p roduction p rocesses
具有优良性能的新型高强度钢板
当然
，
种社 会 责 任
。
这 种 钢 材也 适 用 于 其 他 成 形 工 艺
2
辊压 成形 和 适应 辊压 成形 的钢板
o
3
新 型 高 强 度 钢板 O o c o t
R
o
l l 的性 能
、
D O CO I R
ll
成分和 组 织
现 在 有8 0 0 M P a 和 1 0 0 0 M P a 两 个 强 度 级 别 的
一
大趋势
。
汽车
，
均 匀 的显 微 组 织
，
~ 过 程 中微 裂 纹 的产 生 jn： 避 免／
，
所
轻 量 化 是 减 少 汽 车 温 室 气 体 排 放 的主 要 措 施 之
一
高
以 与 同 等强 度 的 钢 板 相 比 形 之 后 零 件 的 回 弹小
，
允 许更 小 的 折 弯半径 ； 成
，
强 度 钢在 很 多 零 件 上 的应 用 都 能 取 得 显 著 的 轻 量 化 效
Do
c o
辊压 成形 的应 用是 复 杂形状零 件成形 技 术的进
步
。
这 种 技 术是 让 钢 板 通 过
。
一
系 列 辊 轮 之 后 被 压 制成
l R o ll高强度钢板可 供选 用
。
，
其 表 面 状 态 可 以是
～
．
所 需 要 的形 状
这 种工 艺 允许 更 加 复 杂 的 生 产 线 设
；
热镀 锌 或 者 电 镀 锌 度最 大 1
T & M
襁
界
牌号
D
D
o c o> 850
汽车用超高强度钢板的研究发展现状.
汽车用超高强度钢板的研究发展现状钢板是汽车所用钢材中最主要的材料，一辆载货车所用的薄钢板的量约占其钢材总量的1/2，一辆轿车所用的钢板约600Kg-800Kg，占其总量的2/3。
汽车作为现代化的交通工具，正朝着高速、安全、舒适、低成本、低排放与节能的方向发展。
这样，对汽车使用钢板的要求除传统的结构性能外，还必须满足超深冲性，高强度和高抗凹性，良好的耐蚀性和焊接性等要求。
为适应这一发展的需要各种优质钢板相继被开发出来，高强度钢板就是其中之一。
特别是美国和日本，近几年来用此钢板非常积极。
一般普通低碳钢板的拉伸强度为280-320Mpa高强度钢板的拉伸强度在210Mpa以上。
高强度钢板的特点是不但具有较高的拉伸强度，还有较高的屈服点，可以达到减轻汽车车重的目的。
采用高强钢是汽车行业在材料应用上的发展趋势。
在国内高强钢的产品序列中，抗拉强度大于等于550Mpa的钢板为超高强钢板。
运用此类产品加工的结构件，可最大限度降低车身重量，达到汽车轻量化、提升安全可靠性和节能环保的目的。
近几年，国际汽车厂商在新开发的车型上，应用超高强钢板的比例已经达到20%左右。
由于目前这种类型的钢板大多依赖进口，且价格高、供货周期长，国内汽车厂商很少采用。
1、先进高强钢研究开发的热点近年来在汽车用先进高强钢（advanced high strength steel，简称AHSS）的工艺基础研究和应用技术研究方面的开发十分活跃，超高强钢板的强度已达到或超过1500MPa。
目前先进高强钢板已发展到第二代，正在向着高成形性和超高强度的第三代高强钢发展。
在针对和解决汽车用高强钢随着强度的增加，塑性和成形性能显著下降，开裂、起皱、回弹、模具磨损和焊接等问题明显增加，以及如何进一步提高抗冲撞能量吸收值等关键问题时，从高性能先进高强钢的冶金与材料工艺原理出发，研究的热点在以下几个方面:1）新的合金化设计（在洁净钢的基础上，进行Nb、V、Ti、B等的微合金化优化设计等）；2）新的材料组织结构设计（细晶与超细晶，复相组织结构及其强韧化等）；3）结合先进热轧与控冷技术、冷轧、连续退火与快速冷却技术的精确相变与纳米尺寸析出粒子的冶金工艺控制；4）高性能高强钢的表面控制技术（如高强钢板的高表面质量控制、涂镀层界面结合与控制等）及焊接控制（高质量快速点焊、激光焊等）基础等；5）将新的合金设计、钢板制造工艺与新的加工成形技术（如热成形、温成形、液压成形、计算机模拟CAE及智能化技术等）相结合的新材料设计—制造—成形一体化理论与技术基础。
汽车用高强度钢板发展趋势-图文.
汽车用高强度钢板发展趋势-图文.第一篇：汽车用高强度钢板发展趋势-图文.高强度钢板发展趋势一百多年来, 钢铁一直是汽车工业的基础, 虽然汽车制造中塑料和铝镁合金的用量不断增加, 但钢铁材料仍是汽车用材的主体。
选择低厚度的高强度钢板取代传统的低强度钢板是汽车轻量化的一个有效的方法。
与铝、镁合金和复合材料相比较, 高强度钢板的原材料和制造成本较低, 使其在汽车新材料的应用中更加具有竞争力。
1.高强度钢的定义、分类与特点 1.1 定义与分类对于高强度钢和超高强度钢, 目前并没有一个统一的定义。
有人认为抗拉强度超过 340MPa 的称为高强度钢。
瑞典将钢板强度级别分为普通强度钢(MS、高强度钢(HS和超高强度钢(EHS。
一般有两个分类的依据:屈服强度和抗拉强度。
我们总结了目前对于高强度钢板分类的几种方法和依据,如表 5-7所示。
表 5-7高强度钢板的分类方法ULSAB — A VC 联合会认为对钢种分类的规范化非常重要,按习惯定义屈服强度(YS和抗拉强度(TS,将钢种标记为XX aaa/bbb。
其中, XX 为钢种类型, aaa 为最低屈服强度(MPa, bbb 为最低抗拉强度(MPa。
钢种的标志符号统一如下: 传统钢种:低碳钢、无间隙原子钢、各向同性钢、烘烤硬化钢、碳-锰钢、低合金高强度钢。
先进高强度钢钢种:双相钢、复相钢、相变诱发塑性钢、马氏体钢。
例如,钢种DP500/800是指双相钢,其最低屈服强度为500MPa ,最低抗拉强度为800MPa。
按照ULSAB 所采用的术语,将屈服强度为210~550MPa 的钢定义为高强度钢(HSS,屈服强度为 550MPa 的钢定义为超高强度锕(UHSS, 而先进高强度钢(AHSS的屈服强度覆盖于 HSS 和 UHSS 之间的强度范围。
下图给出了钢板的分类情况及其屈服强度和延伸率的对应关系。
1.22、高烘烤硬化性能;3、能量吸收率较高;4、高的疲劳强度和长的疲劳寿命;5、高的防撞和抗凹性能。
【技术帖】一文带你了解先进高强钢
【技术帖】一文带你了解先进高强钢先进高强钢概述Introduction to Advanced High Strength Steels一、引言欧洲车身会议（ECB大会）对汽车用钢板的分类是按照冶金学的组织类型来分类的，将钢种分为传统软钢、高强度钢、先进高强度钢和超高强度钢等。
先进高强度钢（Advanced High Strength Steels，AHSS），是具有复相组织的材料，通过严格控制加热和冷却工艺达到所要的化学成分和复相微结构，并采用各种强化机制来实现不同强度、延展性、韧性和疲劳性能。
二、性能在过去，钢铁的抗拉强度超过550 MPa，可以归为先进高强度钢，而抗拉强度超过780 MPa归为超高强度钢，然而，当下多相先进高强度钢的最低抗拉强度是440 Mpa，因此将强度作为界定先进高强钢的标准不再适用。
抗拉强度为1000 MPa的先进高强度钢通常也称之为1GPa钢。
第三代先进高强度钢有望在低成本前提下实现相当或更优的性能。
钢种的强度-延性图IF—无间隙原子钢；Mild—低碳铝镇静钢；IF-HS—高强度IF钢；BH钢—烘烤硬化刚；CMn—碳锰钢；HSLA—高强度低合金钢；DP—双相钢；CP—复相钢；TRIP—相变诱导塑性钢；MS—马氏体钢；TWIP—孪晶诱导塑性钢先进高强度钢材料性能概览（包含HSLA钢）三、分类世界钢协根据研发历史及其特点，将AHSS钢分为三代：（1）第一代AHSS钢以铁素体为基的AHSS钢的强塑积为15 GPa%以下，主要包括双相( DP)钢、多相( CP)钢和相变诱导塑性( TRIP)钢，铁素体贝氏体钢（FB/SF），马氏体钢（MS/PHS）、硼钢（HF）；（2）第二代AHSS钢以奥氏体为基的AHSS钢的强塑积为50 GPa%以上，主要包括奥氏体孪晶诱导塑性( TWIP) 钢（主要钢种）、诱导塑性轻钢(L-IP) 和剪切带强化(SIP)钢；（3）第三代AHSS钢以马氏体、回火马氏体、亚微米晶/纳米晶组织或沉淀强化的高强度BCC组织，强塑积20-40GPa%，主要包括TBF钢（TRIP Aided Bainitic Ferrite steels），中锰钢（medium Mn-Trip），Q&P钢（Quenching-Partitioning Steel）。
汽车用先进高强钢的发展及其在车身设计中的应用
汽车用先进高强钢的发展及其在车身设计中的应用
刘超;王磊;刘杨
【期刊名称】《特钢技术》
【年(卷),期】2012(018)002
【摘要】当今社会的能源和环境问题日益突出,因此在保证安全的前提下实现车身减重以降低油耗和排放是现代汽车工业的发展趋势.综合比较可供选择的汽车用材,汽车轻量化的首选材料是高强度钢.对于汽车安全而言,最基础、最重要的是结构设计,最新的车身安全设计理念认为安全车身应该包括:前后碰撞变形区和高强度乘员舱.本文通过比较传统高强钢和先进高强钢的特点,重点介绍了先进高强钢的发展现状及其在车身设计中的应用.
【总页数】5页(P1-4,9)
【作者】刘超;王磊;刘杨
【作者单位】东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳110819
【正文语种】中文
【中图分类】TG142
【相关文献】
1.汽车用先进高强钢的应用现状和发展方向 [J], 李扬;刘汉武;杜云慧;张鹏
2.汽车用先进高强钢和超高强钢的表面选择性氧化、热浸镀锌和镀层性能 [J],
B.C.De Cooman;刘友存;李子涛;;;
3.汽车用传统高强钢和先进高强钢 [J], 孙浩然;苗铁岭
4.先进高强度汽车用钢的多维度协同设计与调控 [J], 于浩;宋成浩
5.汽车用先进高强度钢的开发及应用进展 [J], 江海涛;唐荻;米振莉
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汽车用先进高强钢的应用现状和发展方向
在完成 UL SAB 相关项目( 包 括 U LSASh 和 UL SAC) 后, 阿赛洛( Arcelor) 公司和蒂森( T hyssen ) 公司分别设计制 造了大量采用高强钢的概念车车身, 使车身减重分别达 到 20% 和 24% 。分析其用钢情况, 发现未来车身用软钢大幅度 下降, 而强度等级大于 800M Pa 级的超高强钢显著增加。
1 先进高强钢在汽车工业中的应用现状
钢铁材料、铝和塑料是制造汽车的 3 大材料。铝合金发 展很快, 已经向钢铁材料在汽车制造中的统治地 位发起挑 战, 其优点是质量轻。从耐载荷与耐疲劳强度看, 如果钢的 强度级别提高到 780MPa 级以上, 则会显示出比铝合金更好 的性能优势[ 5] , 从而诞生了先进高强钢, 其在性能和减重安 全方面对铝合金发起挑战。
关键词 轻量化 先进高强钢 Fra bibliotek冲压 汽车Applications and Developments of AHSS in Automobile Industry
L I Yang, L IU H anw u, DU Yunhui, ZH A NG Peng
( Schoo l of M echanical, Electro nic and Co nt rol Eng ineering , Beijing Jiaoto ng U niver sity, Beijing 100044)
先进高强度钢助力中国汽车行业提升安全性
先进高强度钢助力中国汽车行业提升安全性
佚名
【期刊名称】《汽车制造业》
【年(卷),期】2010(000)012
【摘要】2010年世博会期间，瑞典钢铁制造商SSAB展示了其先进高强度钢（AHSS）在汽车行业的广泛应用。
“Docol是当今市场上强度最大的冷轧AHSS，它是一种可为汽车制造商带来最大利益的钢材。
”SSAB汽车行业销售总监Lilian Sjalls表示。
【总页数】1页(P18)
【正文语种】中文
【中图分类】F426.471
【相关文献】
1.先进高强度钢性价比和安全性高的汽车轻量化基础材料 [J], 朱敏慧
2.以国外先进解决方案助力中国汽车行业发展——访捷成汽车零部件（北京）有限公司总监及总经理詹森先生 [J], 李志;
3.先进高强度汽车用钢的多维度协同设计与调控 [J], 于浩;宋成浩
4.美钢联新型先进高强度钢正式投产 [J],
5.美钢联最新型先进高强度钢正式投产 [J], 植恒毅
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
国别 标准号 欧洲 prEN 10336 : 2002
此有些产品目前还没有标准 , 如 TWIP 钢 、 HF 钢 、PFHT 钢 、 NANO 钢 。 表 1 所列的标准中包含了 DP 钢 、 TRIP 钢 、马氏 体钢 、CP 钢和 FB 钢 等相对 成熟的 产 品。 3 欧洲 AHSS 标准
Summary of advanced high strength steel sheet and it' s standards in abroad
XU Hong -wei ( School of Mechanical Engineering , Shanghai Jiao Tong University , Shanghai 200030 , China) Abstract : Briefly introduce the characteristics and applications of 9 advanced high strength steel ( AHSS) , summary the AHSS standards in abroad , mainly analyze the similarities and differences of AHSS standards used in Europe , America and Japan .Aiming at Chinese current situation , the developing prospect of AHSS , development principle and implementing method of AHSS national standards are given . Key words :advanced high strength steel ; standard
相( CP) 钢、 铁素体 +贝氏体 ( FB) 钢 、热成形 ( HF) 钢、 孪晶诱导塑性( TWIP) 钢 、二次成形热处理( PFHT) 钢 和纳米( NANO) 钢。 目前国内传统高强钢的品种和质量与国外的差 距不大 , 相应的国家标准已由宝钢负责制定完成 。 但 是 AHSS 与欧美日等发达国家和地区还有差距 , 使用 的标准也主要是这些国家和地区制定的标准 。 近几 年 , 我国汽车工业的发展非常迅猛 , 整体技术水平有 了很大的提高 , AHSS 的应用也大幅度增加 , 这有利地 促进了国内 AHSS 的开发和生产 。 目前 , 宝钢 、鞍钢 、 武钢等主要钢铁企业都在积极开发 AHSS 。 其中 , 宝 钢的 AHSS 已形成了一定的批量生产能力 , 并负责制 定了冷轧 DP 钢国家标准 。 因此全面了解国外 AHSS 标准的现 状并 准确把 握其发 展方向 对于指 导国 内 AHSS 的开发和生产将起到很好的作用 , 同时可为制
用于要求良好抗冲击性能的零件 , 如车门防撞杆 、保 险杠和 B 立柱等安全零件 。 1. 5 FB 钢 FB 钢也称高扩孔 ( HHE) 钢 , 其显微组织 主要是
铁素体和贝氏体 , 这种钢在具有高强度的同时兼有优 良的翻边性能 。 强度一般 为 450 ～ 600MPa 。 主 要用 于翻边性能要求较高的汽车结构件 、 悬架件等 。 1. 6 HF 钢 热冲压成形技术是指将坯料加热至奥氏体化 , 然 后在热状态下将坯料冲压成形 , 最后利用模具的冷却 能力将零件淬火成马氏体 。 这项技术在使零件获得 高强度的同时 , 解决了复杂零件几何形状控制和回弹 等难题 。 相对于冷冲压成形板来说 , 热冲压成形用钢 板的成分比较特殊 , 生产时还需要配备专用模具 , 因 此无论在钢板的生产上还是加工上都比较特殊 , 相应 的技术也掌握在少数公司手中 。 这类钢的成分特点 是在 C Mn 钢的基础上添加 20 ～ 50ppm 的硼 , 因此 也称为含硼钢 。 1. 7 TWIP 钢 TWIP 钢是一种具有高强度 、 高塑性 、 高吸收能的 钢材 , 是近几年国外研究的热点钢种之一 。 TWIP 钢 在室温下的显微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 , 显示非常优异的机械性能 , 在具有高强度的同时兼有高度可以达到 800MPa 以上 , 延伸率可 以达到 60 % ～ 95 %, 30 %应变 时 的 n 值可 以 达 到 0. 55 。 1. 8 PFHT 钢 二次成形热处理是指将冲压成形后的零件固定 在特定的装置上 , 然后进行感应加热 , 最后进行水淬 , 以达到硬化材料和固化形状的目的 , 是一种既提高零 件强度又改善零件几何形状精度的工艺 , 零件的强度 一般为 900 ～ 1 400MPa 。 1. 9 NANO 钢 NANO 钢指用纳米尺度( <10nm ) 级的析 出物来
0 前言 随着能源和环境问题的日益突出以及人们对安 全的更加关注 , 社会对汽车提出了低油耗 、低( 无) 污 染、 高安全的要求 。 由于高强度钢板( 以下简称高强 钢) 是解决上述问题的有效手段 , 国外主要钢铁企业 都投入大量人力和物力进行开发研究 , 并且开展了一 系列的国际合作 , 如 ULSAB 、 ULSAC 、 ULSAS 、 ULSAB AVC 等项目 。 以 ULSAB -AVC 项目为例 , 汽车结构 几乎全部使用高强钢 , 其 中先进高强钢的比 例超过 80 %。 国际钢铁协会( IISI) 先进高强钢应用指南第三 版中将高强钢分为传统高强钢 ( Conventional HSS) 和 先进高强钢( AHSS) 。 传统高强钢主要包括碳锰( CMn) 钢、 烘烤硬化( BH ) 钢 、高强度无间隙原子( HSS IF) 钢和高强度低合金 ( HSLA) 钢; AHSS 主要 包括双 相( DP) 钢、 相变诱导塑性( TRIP) 钢、 马氏体( M) 钢 、复
收稿日期 : 2007 03 21 作者简介 : 徐宏伟 , 男 , 硕士研究生 , 高级工程师 , 目前主要从事标准和质量管理 。
第 2 期 国外汽车用先进高强度钢 板及其标准综述
9
定 AHSS 国家标准提供参考和借鉴 。 1 AHSS 简介 目前 , 在技术上相对比较成熟 , 并且实现了商业 化生产的 AHSS 主要是 DP 钢 、 TRIP 钢 、马氏体钢 、 CP 钢和 FB 钢 , HF 钢 、 TWIP 钢 、 PFHT 钢和 NANO 钢大都 处于研发阶段 。 下面简要介绍一下这些钢的特性和 用途 。 1. 1 DP 钢 DP 钢的显微组织主要是铁素体和马氏体 , 马氏 体以岛状分布于铁素体基体中 , 马氏体的含量在 5 % ～ 20 %, 钢的强度随马氏体含量的增加不断提高 。 强 度范围一般为 500 ～ 1 000MPa 。 DP 钢具有屈服强度 低、 初始加工硬化指数高 、 高的烘烤硬化性能 、 无屈服 延伸和室温时效 、 高的能量吸收能力等特点 , 较好的 实现了强度和成形性能的匹配 。 主要用于汽车结构 件、 安全件和加强件 , 如车轮 、保险杠 、 横梁 、纵梁 、座 椅导轨等零件 。 1. 2 TRIP 钢 TRIP 钢的显微组织主要铁素体 、贝氏体和残余 奥氏体 , 因此也称残余奥氏体( RA) 钢 。 残余奥氏分 布在铁素体和贝氏体的基体中 , 含量在 5 % ～ 15 %, 马氏体和贝氏体等硬相以不同的含量存在 。 强度范 围一般为 600 ～ 1 000MPa 。 与 DP 钢 相比 , TRIP 钢具 有更高的延伸率 , TRIP 钢的初始加 工硬化指数虽然 小于 DP 钢 , 但在很长应变范围内仍保持较高的加工 硬化指数 , 因此特别适合用于拉胀成 形 。 TRIP 钢也 主要用于汽车结构件 、 安全件和加强件 , 如座椅结构 、 横梁 、 纵梁 、 翼子加强件等零件 。 1. 3 马氏体钢 马氏体钢的显微组织主要是板条马氏体 , 强度范 围一般为 900 ～ 1 500MPa , 是目前商业化 AHSS 中强 度级别最高的钢种 。 马氏体钢的成形性较差 , 主要用 于成形要求不高的车门防撞杆等 零件 , 代替 管状零 件 , 降低制造成本 。 1. 4 CP 钢 CP 钢也称多相( MP) 钢或部分马氏体钢( PM ) ,其 显微组织主要是铁素体 、贝氏体和马氏体 , 少量的马 氏体分布在细小的铁素体和贝氏体基体中 。 另外 , 还 可以通过析出强化进一步进行强化 。 强度范围为一 般为 800 ～ 1 000MPa 。 与 DP 钢相比 , 在相同抗拉强度 的情况下 , CP 钢具有较高的屈服强度 。 CP 钢的特点 是具有高的能量吸收能力和高的残余形变量 , 特别适
2000 年德国钢铁工程师协会制定了该协会的标 准 SEW097 1 和 SEW097 2 , 在此基础上 , 欧洲标准 化委员会( CEN) 于 2002 年又发布了 prEN 10336 , 显示 了欧洲希望尽快统 一 AHSS 技术要求的愿望 。 尽管 该标准还处于草案阶段 , 但已被广泛使用 , 对于规范 和引导欧洲 AHSS 的 生产和 发展发 挥了重 要作用 。 可以预见 , 经进一步完善后 , 该标准不久后将正式发 布实施 。 SEW 097 1 是热轧钢板标准 , SEW 097 -2 是冷 轧钢板 、电镀锌钢板和热镀锌钢板标准 , 各钢号的化 学成分和力学性能分别列于表 2 和表 3 中 , 两个标准 中只包含 DP 钢 。 prEN 10336 是热镀锌钢板和电镀锌 钢板标准 , 包含了 DP 钢 、 TRIP 钢和 CP 钢 3 个钢种 , 各钢号的化学成分和力学性能分别列于 表 4 和 表 5 中。 SEW097 -2 包含 6 个钢号 , 其中 H260X 、 H300X 和 H340X 已被 纳 入 prEN 10336 , 分别 相 当 于 prEN 10336 中 的 HT450X 、 HT500X 和 HT600X 。 H270X 、 H310X 和 H380X 因 用途特 殊没有被 EN 标准采用 。 另外 , CEN 还根 据 实 际情 况 在 prEN 10336 增 加 了 HT800X 和 HT1000X 两 个 DP 钢以及 各强度 级别 的 TRIP 钢和 CP 钢 , 这样构成了一个比较完整的产品系 列。