汽车用高强度钢板发展趋势-图文.

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高强度钢成为专用车用材新趋势

高强度钢成为专用车用材新趋势

羞汽 车产 品需 要 先进 的 制造 材料 。 丽铁 仍然 是 汽车 的基 本 结构材 料 ,
介比最高 的材 料 ,钢 铁使 用 量 占汽 6 ̄ 0 0  ̄8 %,而 高强 度 钢 作 为一 种 /
今后 专 用车 市场 将不 再 是 价格 竞 争 , 而是 价值 竞 争 :提 高产 品质 量 ,进 行技 术
汽车 质量 减 少 ,减小 了动 力和 动力 传 动 系统负 荷 ,可 在较 低 的牵 引 负荷 下表 现 出更好 的性 能 ; 簧 载 重量 下 降 ,可 明显 提 高行驶 平稳
性和舒 适性 。
随 着 汽 车 轻 量
化 的 不 断 发 展 ,节
能 、 排 放 、 安 全 法
规 的 日 趋 严 格 ,高
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高强度钢成为 专用车用材新趋势
口 山 西 太 钢 不 锈 钢 股 份 有 限 公 司 刘 晓 泉
优 秀 的 车 用 轻 量 化 材 料 , 它 的 发 展 和 应 用 为 节 能 减 排 提
供 了重 要通 道 。 汽 车 工 业 发 展
完整 解决 方案 ,提供 增值服 务 。
降低 整车 自重 ,提高 车辆 承 载 能力 ,
增强 营运 能力 ; 提 高 车辆 发动 机 、变 速 器 、后桥 、轮 胎 等 主要 零 部件 的使 用寿 命 ,减 少 车辆维 护成 本 ;
与 高 强 度 汽 车 轻 量
化 材 料 的 发 展 和 应
用 密不 可分 。
降低 油耗 ,减少 车辆使 用成 本 :
高 强钢 拥 有 以 下几 大 优 势 :
高硬 度 、高 强度 、 高韧 性 以及优 秀 的
抗; 击性 ,耐磨 、抗 变形 能力强 ; 中 能延 长车 厢使 用 寿命 ,高 强度钢 自卸

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

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。

详解汽车用钢的分类和发展方向

详解汽车用钢的分类和发展方向

详解汽车用钢的分类和发展方向来源:汽车材料讲解、搜狐新闻现代汽车制造业的核心是安全和环保,对车身要求“提高强度、减轻重量”。

先进高强度钢在这种背景下蓬勃发展,大量应用于汽车车身的结构件、安全件上。

汽车用高强钢类型1、双相钢(DP钢,Dual Phase Steels)2、复相钢(CP钢,Complex Phase Steels)3、相变诱导塑性钢(TRIP钢,Transformation Induced Plasticity Steels)4、马氏体钢(MS钢,Martensitic Steels)5、淬火延性钢(QP钢,Quenching and Partitioning Steels)6、孪晶诱发塑性钢(TWIP钢,Twinning Induced Plasticity Steels)7、硼钢(PH钢或B钢,Press Hardening/Boron Steels)▇ 双相钢(DP钢)性能特点:无屈服延伸、无室温时效、低屈强比、高加工硬化指数和高烘烤硬化值。

典型应用:DP系列高强钢是目前结构类零件的首选钢种,大量应用于结构件、加强件和防撞件。

如,车底十字构件、轨、防撞杆、防撞杆加强结构件等。

▇ 复相钢(CP钢)性能特点:晶粒细小,抗拉强度较高。

与同级别抗拉强度的双相钢相比,其屈服强度明显要高很多。

具有良好的弯曲性能、高扩孔性能、高能量吸收能力和优良的翻边成形性能。

典型应用:底盘悬挂件,B柱,保险杠,座椅滑轨等。

▇ 相变诱导塑性钢(TRIP钢)性能特点:组织中含有残余奥氏体,有良好的成形性能。

在成形过程中残余奥氏体会逐渐转变为硬的马氏体,有利于均匀变形。

TRIP 钢还具有高碰撞吸收能、高强度塑性积和高n值的特点。

典型应用:结构相对复杂的零件,如B柱加强板、前纵梁等。

▇马氏体钢(MS钢)性能特点:屈强比高,抗拉强度高,延伸率相对较低,需要注意延迟开裂的倾向。

具有高碰撞吸收能、高强度塑性积和高n值的特点。

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

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。

汽车用先进高强度钢的开发及应用进展

汽车用先进高强度钢的开发及应用进展

第19卷第8期2007年8月钢铁研究学报Jour nal of Ir on and Steel ResearchV ol.19,No.8A ug ust 2007作者简介:江海涛(1976 ),男,博士后; E mail:nw pujh t@; 修订日期:2007 05 21汽车用先进高强度钢的开发及应用进展江海涛, 唐 荻, 米振莉(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:1001 0963(2007)08 0001 06Latest Progress in Development and Application of Advanced High Strength Steels for AutomobilesJIANG H ai tao, TANG Di, M I Zhen li(National Engineer ing Research Center of A dv anced Rolling T echno log y,U niver sity o f Science and T echno lo gy Beijing,Beijing 100083,China)Abstract:Advanced hig h strength steels (A HSS)ar e ver y attr act ive for the auto motiv e industr y w ith advantag es of lessen w eight,ener gy sav ing,safety and reduced emissio n.Cur rently ,a lar ge percentag e of advanced high streng th steels ar e used in PN GV (Partnership for a N ew G enerat ion of Vehicles)plan and U L SAB A VC (U ltra L ig ht Steel Auto Bo dy A dvanced V ehicle Concept s)plan,etc .T he latest pr og ress in dev elopment and applicatio n of advanced hig h st rength steels for aut omobiles is intro duced.Key words:automobile steel sheet;adv anced high streng th steel;dev elo pment;application新一代汽车的发展趋势是要求节能、降耗、环保和安全。

汽车高强度钢材技术的发展

汽车高强度钢材技术的发展

1概述在汽车轻量化的推动下,汽车中转而采用铝合金、镁合金和塑料的零部件越来越多。

随着轻质材料在汽车上应用比例的逐年增加,钢铁材料在汽车材料中的主导地位受到了威胁。

为应对来自轻质材料的挑战,钢铁企业将开发的重点放在了高强度钢上。

如今,高强度钢已成为颇具竞争力的汽车新材料,图1和图2为各类高强度钢在不同的承载条件下的减重潜力.其比较对象为USlSTAMP 04软钢板。

同时.高强度钢在抗碰撞性能、耐蚀性能和成本方面较其他材料仍具有较大的优势,尤其是用于车身结构件与覆盖件、悬架件、车轮等零部件。

本文是根据最近公开发表的文献资料编写的,旨在反映国外汽车高强度钢材料技术的最新进展及未来发展动向,供国内有关行业和部门参考。

文中所述的高强度钢包括高强度钢(屈服强度大于210 MPa),超高强度钢(屈服强度大于550 MPa)和先进高强度钢(AHSS)。

2主要技术进展超轻车身(ULSAB)、超轻覆盖件(ULSAC)、超轻悬架系统(ULSAS)和新概念超轻车身(ULSAB-AVC)等项目的成功实施,验证了高强度钢在减轻汽车自重和改善车辆性能中的有效性。

为了将这些项目所取得的技术成果转化为现实的生产力,近期的高强度钢技术研究,主要集中在支撑技术(Enabling Technologies)上。

2.1若干高强度钢的开发当前正处于新一代高强度钢开发的前夜。

从冶金学的角度看,近几年高强度钢材料的开发,大多只是对原有钢种牌号的补充或性能改善,厚度进一步减薄,材料本身并未取得突破性进展。

开发的难点是要针对不同的零件,力求在产品的强度、塑性和成本之间取得平衡。

SFGHITEN、NANOHITEN、ERW和HISTORY是日本JFE公司最近开发出的几种高强度钢。

其中SFGHITEN为含Nb系列高强度IF钢板,主要应用对象是汽车车身外板,研究用钢的化学成分见表1。

SFGHITEN利用析出的Nb(C,N)微粒和细化晶粒得到强化,其独特之处在于晶界附近存在所谓“无沉淀区”,它降低了材料的屈服强度。

汽车钢板材料技术和发展趋势

汽车钢板材料技术和发展趋势

汽车钢板材料技术及发展趋势前言在汽车中,钢板用量一般占汽车钢材总用量的55~80%。

一般汽车中钢、铝、塑料所占比例分别为51∶12∶10。

构成车身的部件大致分为面板部件、结构部件、行走部件及增强部件。

这些部件对应不同的用途要求,具有不同的性能。

例如,面板部件要求板材具有良好的成型性、强度、延伸性、抗凹陷性、耐腐蚀性等;结构部件要求板材具有良好的成型性、强度、碰撞能量吸收能力、疲劳耐久性、耐腐蚀性、焊接性;行走部件要求具有良好的成型性、刚性、疲劳耐久性、耐腐蚀性、焊接性;而优良的碰撞能量吸收能力、焊接性对增强部件来说特别重要。

节能、环保、安全是当今世界汽车发展的主题,为此,世界主要汽车大国都积极应对,如美国1993年9月启动的新一代汽车伙伴项目(PNGV ),其目标是在十年内通过提高热效率、降低汽车重量和实现再生等技术战略开发出三倍燃料效率的先进轿车。

此外,欧洲和日本也相继制定了自己的环保型汽车发展计划。

图1车重和油耗之间的关系Ó³µÖØ£¨Kg £©ÍºÄ£¨Km/L £©在降低油耗、减少排放的诸多措施当中,降低汽车的重量已越来越得到汽车行业的重视,资料表明,车重减轻10%可节省燃油3~7%,图1给出了车重和油耗之间的关系。

为了降低汽车的重量,近年来,世界各大汽车厂越来越多地使用铝或塑料等非钢铁材料,并有代替钢铁材料的趋势。

这对一直作为汽车首选材料的钢铁构成了严峻的挑战,也使高强度汽车钢板的生产与使用成为一个世界范围内关注的热点问题。

1 国际汽车钢板材料领域发展现状及趋势1.1 世界范围内各类钢板的产量根据CRU最新统计,2003年全球成品钢材产量为85475万吨,与2002年相比增加5496万吨,增长6.9%。

中国2003年钢材产量为23581万吨,增加4177万吨,增长21.53%,钢材净进口增量为1117万吨。

汽车用高强钢板的发展现状和趋势

汽车用高强钢板的发展现状和趋势

汽车用高强钢板的发展现状和趋势一、汽车工业对冷轧钢板性能的要求及冷轧高强钢板的分类1 汽车工业对钢板的要求汽车工业要求冷轧钢板重量轻,成形性好,寿命长,安全性好,环境友好。

首先,汽车轻量化对于提高燃料效率、防止CO2排放所造成的环境污染是极为重要的。

为了解决这个问题,需要提高汽车用钢板的强度。

这样的话,即使钢板厚度减薄,仍然可以保持原来的强度水平。

所谓DP钢、TRIP钢就是为此目的而开发的。

其次,是钢板的成形性,因为它决定了汽车成形过程的生产效率。

一般说来,随着强度的提高,钢铁材料的成形性恶化。

目前,汽车尽管设计多种多样,但是大的趋势是采用流线型,以减少空气的阻力。

具有高塑性的钢板即使经过多阶段的加工仍然可以不发生裂纹。

近年开发的所谓自润滑钢板由于改进了钢板涂层的润滑性能而提高了成形加工的效率。

汽车的外板有可能遭受冲击,如果材料强度过低,很容易发生凹陷变形。

BH钢在成形之后进行烤漆的过程中可以进一步提高其强度,这实际上等于汽车在使用过程中得到了更高的强度,因而具有良好的抗凹陷性。

因此,近年对BH钢的需求不断增强。

汽车需要的另一个重要因素是寿命,即耐腐蚀性,特别在北美为了除去积雪,大量使用对钢有强烈腐蚀作用的氯化钙,对耐腐蚀性提出了更高的要求。

应对腐蚀问题的重要措施是对钢板进行各种表面处理,例如镀锌。

所以,近年表面处理钢板的用量持续增长,尽管其价格比普通钢板要高。

另外,低成本的耐腐蚀钢板也在不断开发出来。

还有一个问题是安全性,特别是与冲撞有关的安全性。

为了保证乘用者的安全,目前正在开发既具有高强度,又具有良好耐冲撞性能的高强钢板,用于汽车的结构件和底盘等部件。

最后,需要开发的高强汽车用冷轧钢板与环境友好。

国际上已经制定了一系列法规和制度,强化环境保护,明令禁止使用对人类有毒害的物质。

近年开发的无3价铬、无铅的涂镀层板,就是顺应这种趋势。

2 汽车用冷轧钢板的成形性能由于汽车用冷轧钢板需要经过成形加工,才能成为需要的零件,所以不仅要求钢板有需要的力学性能,而且要求钢板有良好的成形性能。

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

焊接技术
汽车车体大约由300个部件经3500-5000电阻点 焊构成。
电 阻 点 焊 粘 接
摩 擦 焊
激 光 焊 接
汽车用超高强度钢板的未来发展趋势
强度高
性能
抗冲击性能高 与汽车结构设计和选材用材紧密结合
成型控制技术 相关应用技术
成形性方面
质量性能试验评价方法
利用CAE分析技术
优化工艺参数
1896
回弹增加,零件尺寸和形状稳定性差
热冲压成形·研究现状
国内:
宝钢:冷轧B1500HS和BR1500HS
选择性冷却:过冷奥氏体分解为马氏体、珠光体、贝氏体等组织
国外:
法国Acelor:热成形镀锌钢板 德国蒂森克虏伯:锰硼合金钢
美国西渥斯托公司、戴姆-克莱斯勒公司、日本、韩国·····
超高强度钢板热冲压成形·模拟
一辆典型的现代轿车中,
保证甚至提高碰撞安全性
各大汽车公司在优化汽车框架和结构的同时,开始转向超高强度钢 的研究
超高强度钢板
超高强度钢定义:屈服强度大于1380Mpa 国内拉伸强度大于550Mpa 普通低碳钢:拉伸强度280-320Mpa 高强度钢:拉伸强度大于210Mpa 历史发展:
20世纪40年代中期,美国用AISI4340结构钢通过降低回 火温度,使钢的抗拉强度达到1600~1900MPa。 50年代以后,多种低合金和中合金超高强度钢; 60年代研制成功马氏体时效钢; 70年代,高纯度HP310钢,抗拉强度达到2200MPa; 80年代初,AFl410超高强度钢,抗拉强度为1860MPa;
强化机制:铁素体使拥有高塑性,马氏体使拥有高强度 性能特点: ①屈服点低,抗拉强度高,屈强比低; ②无屈服点伸长或是屈服伸长,应力应变曲线平滑; ③伸长率高; ④初始加工硬化率高,加 工强化性能好; ⑤抗疲劳性能好; ⑥烘烤硬化性能好 应用:用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且成形要求也较 严格的汽车零件,如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等

高强汽车用钢的研究现状及发展趋势_李激光

高强汽车用钢的研究现状及发展趋势_李激光

高强汽车用钢的研究现状及发展趋势*李激光,张金栋,黄海亮,张少勇(辽宁科技大学材料与冶金学院,鞍山114051)摘要 汽车产业的发展趋势是节能、降耗、环保和安全,使用高强度汽车用钢可以有效地达到这一目标。

介绍了几种高强度钢,如高强度IF钢、DP双相钢、TRIP钢、BH钢、CP复相钢、马氏体钢、TWIP钢、Q&P钢等的原理、性能以及开发现状。

阐述了第三代高强度汽车用钢的发展趋势。

关键词 高强汽车用钢 研究现状 发展趋势Research Status and Development Trend of High Strength Steel for Automotive UseLI Jiguang,ZHANG Jindong,HUANG Hailiang,ZHANG Shaoyong(School of Materials and Metallurgy,University of Science and Technology Liaoning,Anshan 114051)Abstract The development trend of the auto industry is saving energy,reducing consumption,environmentprotection and security.Using high strength steel can effectively achieve the goal.The theories,properties and develop-ments of various kinds of advanced high strength steels are introduced,such as the high strength IF steel,DP steel,TRIP steel,BH steel,CP steel,Martensitic steel,TWIP steel,Q&P steel and so on.And the development trend of thethird generation of high strength steel used in the automotive industry is stated.Key words high strength steel for automobile,research status,development trend *国家自然科学基金(51074210) 李激光:1968年生,教授,主要从事钢铁材料组织性能控制的研究 E-mail:laserli@sina.com0 引言从2001年到2011年,我国汽车产量增长了近8倍,汽车销售量超过1800万辆,将近占到了世界产销量7800万辆的1/4,一跃成为全球第一大汽车市场。

2024年高强度钢板市场发展现状

2024年高强度钢板市场发展现状

2024年高强度钢板市场发展现状引言高强度钢板是一种具有较高强度和较低重量的钢材,广泛应用于汽车、机械制造、造船等领域。

本文将对高强度钢板市场的发展现状进行深入分析。

市场规模与增长趋势高强度钢板市场在过去几年持续增长,预计在未来几年仍将保持稳定增长。

据统计,2019年全球高强度钢板市场规模约为XX亿美元,预计到2025年将达到XX亿美元。

市场规模的增长主要源于以下几个因素。

首先,汽车行业的发展推动了高强度钢板市场的增长。

随着汽车行业对轻量化材料的需求增加,高强度钢板作为一种重要的轻量化材料得到广泛应用。

高强度钢板的使用可以降低汽车的整体重量,提高燃油效率和安全性能。

其次,机械制造行业对高强度钢板的需求也在不断增加。

高强度钢板具有优异的强度和韧性,适用于各种机械设备的制造。

随着机械制造业的发展和机械设备的更新换代,高强度钢板市场的需求持续增长。

再次,建筑和船舶行业对高强度钢板的需求也在快速增长。

高强度钢板在建筑和船舶领域具有重要的应用价值,可以提供强度和耐久性,满足特定的工程需求。

市场竞争格局高强度钢板市场存在激烈的竞争,主要供应商主要有ArcelorMittal、Nippon Steel Corporation、POSCO、Baosteel等。

这些供应商通过不断提高产品质量、拓展市场份额和加大研发投入来保持竞争优势。

此外,新兴的高强度钢板供应商也在积极进入市场。

这些新兴供应商通过技术创新和定制化服务来满足特定需求,与传统供应商形成一定的竞争。

市场驱动因素高强度钢板市场发展的驱动因素主要包括以下几点。

首先,环保意识的提升推动了高强度钢板的需求。

高强度钢板可以减少材料的使用量,降低能源消耗和碳排放,符合可持续发展的要求。

其次,行业对轻量化材料的需求增加也是推动市场发展的重要因素。

高强度钢板作为一种轻量化材料,可以提高产品的性能并降低成本,符合行业的需求。

再次,技术的进步也推动了高强度钢板市场的发展。

商用车轻量化和高强度钢板的应用

商用车轻量化和高强度钢板的应用
提高了燃油经济性。
案例三
某货车制造商采用高强度钢板制 造货箱和车门等部件,提高了货 物的承载能力和安全性,减少了
车辆自重和油耗。
05
商用车轻量化和高强度钢板
的发展趋势和挑战
发展趋势
持续减重
随着环保要求的提高和燃油经济性的需求,商用车轻量化已成为 行业发展趋势,高强度钢板的应用将进一步降低整车重量。
案例二
某客车制造商通过优化车身结构和采 用先进的轻量化材料,如碳纤维增强 塑料,实现了车身减重,提高了车辆 的行驶性能和能效。
高强度钢板应用案例
案例一
某重型卡车制造商采用高强度钢 板制造车架和底盘部件,提高了 车辆的承载能力和安全性,减少
了车辆自重和油耗。
案例二
某客车制造商采用高强度钢板制 造车身结构,提高了车身的刚度 和抗碰撞性能,减少了车身重量,
商用车轻量化和高强 度钢板的应用
• 引言 • 商用车轻量化技术 • 高强度钢板的应用 • 商用车轻量化和高强度钢板的应
用案例 • 商用车轻量化和高强度钢板的发
展趋势和挑战
目录
01
引言
背景介绍
商用车作为物流运输的重要工具,其能耗和排放对环境产生 较大影响。随着环保意识的提高,轻量化和高强度钢板的应 用逐渐成为商用车发展的重要趋势。
工程塑料
工程塑料具有质量轻、耐腐蚀 、隔音隔热等特点,可应用于 商用车内饰、底盘等部件。
钛合金和镁合金
钛合金和镁合金具有高强度和 低密度的特点,主要用于高端
商用车和特种车辆。
轻量化设计技术
结构优化设计
通过计算机仿真技术和有限 元分析方法,对商用车主要 部件进行结构优化设计,减 少冗余部分,降低质量。
不断优化和创新,为商用车轻量化提供更多可能性。

汽车高强度钢板最新动态(下)

汽车高强度钢板最新动态(下)

桥 壳 悬挂臂
轮辋 前保险杠 车门防撞梁 前 后地板横梁
前 、后 纵 粱 侧 粱 前 、后 轨 道 C 柱 A、B 柱
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1 1 9 I 9 l J7
.....
前、后地板 下仪表板及横粱
门外 板 顶 盖
前翼子板
发罩 外 板
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图1为F A 最新开发车型高强度钢的应用部位及 0 IT 比例,其熊猫车型高强度钢应用比例从2 0年的5 % o3 2 提
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汽车用超高强度钢板的开发现状

汽车用超高强度钢板的开发现状

汽车⽤超⾼强度钢板的开发现状汽车⽤超⾼强度钢板的开发现状1 概述随着⼈们对防⽌地球变暖意识的不断提⾼,正在加快推进汽车节能⼯作。

例如,⽇本制定到2015年(⽬标值16.8km/L)汽车的燃耗⽐2004年减少20%以上。

为减少燃耗,有效的办法之⼀是减轻车⾝重量。

另⼀⽅⾯,由于对汽车碰撞安全性的规定越来越严格,因此不得不对汽车车⾝⾻架增加加固部件,由此导致了车⾝重量的增加。

为解决车⾝轻量化和提⾼汽车碰撞安全性的⽭盾,最有效的⽅法之⼀是提⾼钢板的强度(使⽤⾼强度钢板)。

基于这个原因,开发了⾼强度钢板。

近年来,已开发了抗拉强度在980MPa以上的冷挤压⽤超⾼强度钢板和热态成形后可以获得1470MPa的热冲压材料。

这些材料已应⽤于车⾝⾻架部件的制作。

随着今后对汽车碰撞安全性规定的进⼀步提⾼,为进⼀步减轻车⾝重量、降低燃耗,预计将有更多的⾼强度钢板应⽤于车⾝⾻架部件的制作。

本⽂就冷挤压⽤980MPa以上钢板和热冲压材的开发现状进⾏概述,并在介绍其特性的同时,还就其今后的发展趋势进⾏介绍。

2 冷挤压⽤超⾼强度钢板2.1 钢板成分及显微组织控制的思路如果提⾼钢板的硬度,钢板的成形加⼯性和焊接性就会变差。

为解决这⼀问题,有效的办法是不能单纯地提⾼钢板强度,⽽应该通过控制显微组织来确保钢板的成形加⼯性。

在考虑超⾼强度钢板加⼯的情况下,如果提⾼有助于凸肚成形的总延伸率,有助于拉伸凸缘和弯曲成形的扩孔性等局部延伸率的控制特性会变差,说明总延伸率和局部延伸率具有相反的特性(图1)。

因此,为提⾼钢板的不同特性,就必须控制不同的钢板显微组织。

图1 总延伸率和扩孔性的关系在重视钢板总延伸率的情况下,使钢的组织复合化是有效的控制⽅法。

即,要有效地使作为硬质淬⽕组织的马⽒体等在软质且延性好的铁素体组织中分散。

为此,必须添加铁素体的⽣成元素,优化连续退⽕设备的退⽕温度曲线。

在重视钢板扩孔性的情况下,在显微组织为单相、不均匀的钢板中会产⽣局部应变集中,容易发⽣缩孔和显微裂纹,使扩孔性和弯曲性变差。

汽车用高强度钢板的开发应用和发展前景

汽车用高强度钢板的开发应用和发展前景
1968 年, 美国在 U S3378360 专利中首先提到 了双相钢, 但并无详细介绍。 通过深入的研究, 直到 70 年代中后期, 在对双相钢的化学成分、显微组织 和成形性有了了解的基础上, 相继开发出了 Si2M n 冷轧双相钢、TM T 550 含氮双相钢、含钒双相钢、热 轧双相钢和热处理双相钢等。
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

汽车轻量化用高强度钢板的发展

汽车轻量化用高强度钢板的发展
第 41 卷 第 9ron and St eel
Vo l. 41, N o. 9 September 2006
汽车轻量化用高强度钢板的发展
王 利1 , 杨雄飞2 , 陆匠心1
( 1. 宝山钢铁股份有限公司研究院, 上海 201900; 2. 中信微合金化技术中心, 北京 100004)
汽车在给人民带来便利的同时, 也带来了交通 拥挤、环境污染等诸多问题。因此, 开发油耗低和排 放少为特征的/ 环境友好型汽车0成为将来发展的趋 势。研究表明, 汽车轻量化是实现这一目标的主要 措施, 车重每 减轻 10% , 可节省 燃油 3% ~ 7% [ 1] 。 但是, 在过去的 10 多年当中, 由于舒适、安全性要求 的提高, 同时混合动力和替代能源的推出都会给汽 车带来额外的质量, 汽车的质量在逐年增大[ 2, 3] , 这 显然不是人们所期望的。
Abstract: With the requir ement of reducing automo bile weight for energ y saving , the application o f hig h str eng th steel sheets on automobile has been popular ized increasingly, due to not only achieving w eig ht reductio n o f auto mobile, but also improv ing the passive safet y of auto mobile. Achievements o f lig htweig ht auto mobile projects abro ad in recent y ears are summarized, especially abo ut development o f high str eng th steel sheets. Consider ing the part s and co mpo nents of automobile, the pro per ties and applicatio ns of high str eng th steel sheets produced by Bao st eel ar e emphasisly intro duced and resea rch w or ks to be conducted for auto mobile w eight lightening in the futur e ar e discussed. Key words: auto mobile; lightw eight; high str eng th steel sheet; Baosteel

汽车用高强度钢板的开发与发展动向

汽车用高强度钢板的开发与发展动向
( 所 题 有待 解决 , 在部 分 车种 、 仅 零部 件上 应用这 车 门 内部 的补 强 板件 。开始 时 ,如 图 1 示 ) 些 新 的替代材 料 。因此 ,对 于批量生 产 车种 , 只 在 中 央 的 加 强 筋 部 应 用 弯 曲 加 工 的 8 MP 仍 然 以钢 铁为 主 要材 料 ,尤其 是 以采 用 高强 9 0 a级 钢 板 ,与 两 端 的 托 架 部 分 割 成 形 焊 度 钢 板 ,实 现 零 件 薄 壁 化 为 中心 进 行 了研 后 , 接成整 体 的。通 过整 体成 形这 种车 门 ,
钢 板 的基 础 ,提 升 了本 公 司 在该 领 域 中 的技 术 含 量 。 18 9 4年 着 手 开 发 高 强 度 钢 板 时 ,
0 一 由于 7 0年代 的石油 危 机 而制定 了 C F 90 a 冷 轧钢 板延 伸率 为 1% , 般作 为 A E 8 MP 级 法规 , 而且 , 近 , 最 以削减 C : O 排放量 法规 的 轻加 工用 。而 根据 汽 车 厂 家 的要 求 着手 开 发

1‘
维普资讯
术 的开发 ;
. ()构筑退火条件的材料试验信息的迅 4 速反 馈 体制 等 。利用 这 类 技术 以及 开发 过程 中积 累 的知 识技 术 ,能 大 大地 促 进 以后 高强
度 钢板 的开 发 。
下 面 叙 述 高 延 展 性 90 a级 冷 轧 钢板 8 MP 开 发 中 发 挥 重 要 作 用 的 连 续 退 火 生 产 线
0 8 MP 制定 为契机 , 主要 以降低 汽车 燃费 为 目的 , 迫 了有 2 %延 伸 率 的 9 0 a级 钢 板 ,它 可 耐 受复 杂 的 冲压 加工 ,作 为 出 口车 的车 门防护 切要求 汽车 车体 实现 轻量 化 。材 料方 面 , 以往

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.

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。

汽车用钢材新趋势

汽车用钢材新趋势

汽车用钢材新趋势为降低汽车自重,正越来越多地采用铝合金或非金属材料,这对钢铁材料构成了严峻挑战,从上世纪90年代中期开始,世界范围内的钢铁企业纷纷联手应对,其中以ULSAB系列项目最为著名,该项目的试验成功,通过材料开发及相关工艺技术的开发应用,使钢铁材料在汽车工业中的龙头地位得以稳固。

1 汽车高强度钢板的定义和分类对于高强度钢板,目前尚无统一的定义和分类方法,以下是部分国家和组织对于高强度钢板的定义和分类。

1.1 国内国内对汽车用高强度钢板倾向于分为两类:普通高强度钢板抗拉强度或屈服强度相对较低,或采用传统工艺或传统工艺少许改进即能生产出来高强度钢板。

如烘烤硬化钢板、含磷钢板、高强度IF钢板以及HSLA钢板等。

先进高强度钢板需要采用先进设备及工艺方法才能生产出来的钢板,如双相钢板(DP钢板)、复相钢板(CP钢板)、相变诱发塑性钢板(TRIP钢板)和马氏体钢板(M钢板或Mart钢板)等。

1.2 日本将抗拉强度不低于340MPa的冷轧钢板和抗拉强度不低于490MPa的热轧钢板通称为高强度钢板(HSS)。

1.3 德国(BMW)高强度钢板(HSS)屈服强度高于180MPa(包括180MPa),低于300MPa的钢板。

先进高强度钢板(AHSS)屈服强度高于300MPa(包括300MPa),低于600MPa的钢板。

超高强度钢板(UHSS)屈服强度高于600MPa(包括600MPa)的钢板。

1.4 ULSAB组织ULSAB组织将高强度钢板分为两类:屈服强度为210~550MPa的钢板定义为高强度钢板(HSS);屈服强度大于550MPa的钢板定义为超高强度钢板(UHSS)。

1.5 国际钢铁协会(IISI)把高强度钢板从定性概念上定义为高强度钢板(HSS)和先进高强度钢板(AHSS)。

2 高强度钢板的品种介绍2.1 普通高强度钢板(1)高强度IF钢板是在IF钢的基础上,添加不同类型的强化元素(如固溶强化元素P、Mn、Si)和适当的轧制工艺控制,使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时,拥有较高的强度,满足复杂形状轿车冲压件性能要求。

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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。

1.2 2、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。

尽管高强度钢有上述诸多优点,但其在其使用过程中也存在一定的瓶颈问题。

一是由于屈服强度高,增加了塑性变形的不均匀性,冲压成形性差,起皱、开裂、塑性变形不足等缺陷更难解决; 二是由于高强度钢板屈服强度高, 致使高强度钢板的冲压回弹量加大, 使零件的成形精度更加难以控制。

有效地解决这两个瓶颈问题的
方法:一是传统的基于经验、类比的试冲和试做的方法。

二是基于冲压仿真技术的高强度钢板冲压成形性改进和成形精度控制方法, 由于其快速反应和低成本日益成为板成形领域的研究热点。

IF –无间隙原子钢
LC –低碳钢
BH –烘烤硬化钢
HSLA –刚强低合金钢
DP –双相钢
FB –铁素体 -贝氏体钢
TRIP –相变诱导发塑性钢
MP –复相钢
2. 高强度钢板在汽车上的应用
目前, 国外汽车公司在相当比例的轿车零件上应用了高强度钢板, 日本五家最大的汽车公司轿车零件高强度钢板的应用比例 80年代为 15%, 90年代超过 30%,在本世纪初新开发的车型高强度钢板使用比例最高达 52%。

图 5-2为欧洲和日本某汽车公司 1980~2000年高强度钢在白车身中的应用比例。

由图可以看出,两家公司所采用的高强度钢均呈现逐年上升的变化趋势。

1994年,由世界主要钢板制造厂家支持的 ULSAB -A VC (Ultra Light Steel Auto Body -Advance Vehicle Concept 项目启动,该项目是从整体上研究和开发新一代钢铁材料的汽车结构车身。

其更是把整个车身 90%的冲压件使用高强度钢板和超高强度钢板作为目标,通过使用高强钢 (HSS和先进高强钢 (AHSS,向人们展示了降低汽车重量的巨大潜力。

ULSAB 项目除了研究高强度钢板在汽车上的应用外还研究
了新的制造技术(如激光拼焊技术等 ,以便在汽车制造中灵活地使用高强度钢。

下图为 ULSAB -A VC 项目组统计出的未来汽车材料的组成结构。

图 5-2 高强度钢在白车身中的比例
a 按屈服强度级别
b 按钢种
图 5-3 未来汽车材料的组成
在日本, 车身零件实际应用高强度钢板始于 20世纪 70年代。

二次石油危机后, 高强度钢板的使用率越来越高。

最早应用于车身外表件, 然后才用到内部零件和结构件。

目前,日本悬架结构件和支撑件的抗拉强度已达 800~1000MPa。

抗拉强度410MPa 的高强度钢板多用于内部件。

日本 NKK 公司开发了汽车外壳用 45kg 级
高强度钢板,已在新车型上采用。

该钢种是通过钢结晶微细化获得高强度的。

日本川崎制钢公司最近开发了 TS980MPa 级高强度钢板 CHLY980。

该公司对提高延伸率的金相组织进行了研究, 通过优化钢的成分、热轧和退火工艺, 生产出硬质低温
相变组织为第二相、铁素体为主相的复合组织钢板. 目前已应用于挡泥板、冲击
梁等高安全性要求的零件。

日本神户制钢公司开发了双相组织的 590~780MPa 级
合金化热镀锌钢板和 590MPa 级残余奥氏体钢板。

在欧洲,高强度钢板也得到广泛的应用。

德国的欧宝(Opel 、大众 (V olkswagen 、宝马(BMW ,法国的标致(Peugeot 等汽车厂家的产品都不同程度用上了高强度钢板。

图 5-4 某款 VOLVO 的材料构成示意图
上图为欧宝某型汽车的高强度钢的应用情况。

围绕高强度钢板的研发也在不断地进行中,瑞典 SSAB 钢板有限公司开发出铁素体 +马氏体组织的特高强度冷轧薄钢板,其屈服强度达到 700MPa 。

目前,北美汽车工业和钢铁产业正在积极推进高强度钢 (HSS和超高强度钢(UHSS的研究与应用。

并在 ULSAB 的基础上,积极推进 ULSAB — A VC 计划, 成为与铝、镁轻金属合金分庭抗礼的一大亮点。

近几年在 PNGV 计划的驱动下, 高强度钢在北美汽车用材中得到迅速发展。

高强度钢的应用已由 1997年 6%的比例上升到 2002年的 45%。

预计在今后几年中将会得到更进一步的发展。

北美
汽车零部件应用钢的趋势情况见表 5-8。

表 5-8 汽车零部件钢的应用趋势
随着国外轿车车身零件上的高强度钢板应用日益增加, 国内轿车车身零件应用高强度钢板也呈现上升趋势。

为了适应这种趋势, 近年来宝钢自主开发了一批高强度钢板,三期工程又引进了一批高强度钢板品种,除 DP 钢、 TRIP 钢等, 品种已相对比较齐全。

在上海大众 POLO 、一汽海南普利马、风神、长安铃木以及天津丰田的一些零件也在应用高强度钢板。

从这些车型的情况看, 高强度钢板应在外覆盖件和内板件的梁、立柱、加强件等零部件上。

根据目前国内外的汽车高强钢板的现状,总结各类高强度钢板在汽车上的应用趋势大致如表 5-9所示。

为满足减轻车体重量和提高冲撞安全性能的需要, 扩大高强度钢板的使用无疑是最佳的方法之一。

由于先进高强度钢在强度、抗腐蚀具有一定的相对优越性能, 随着先进高强度钢应用技术的进一步成熟, 其必将有利于进一步提高汽车的安全性、环保性及节能性。

因此, 先进高强度钢将会在部分汽车零部件上应用有着比铝、镁合金更大的优势等。

材料工作的方向也将围绕“更安全、更节能、更环保”的造车理念展开。

高强度钢板使用将对提高整车安全性能、降低能耗和排放等方面都将有重要的意义。

此外,随着公司的发展壮大,汽车结构将趋于合理,中、高级轿车的比例将进一步增加, 高强度钢板的应用比例即将进一步提高。

因此, 公司需加大对高强钢板应用开发的投入, 积极联合高校和科研机构、原材料厂商和零部件厂商, 共同开发,产生连锁效应,有利于集中力量攻克难关,节约开发成本,做必要的技术储备,提高产品的市场竞
争力。

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