最新一文全面了解汽车用钢材的一切

一文全面了解汽车用钢材的一切

用钢造汽车对于现代人来说是最基本的常识，但是很多人对车用钢的理解还停留在低碳钢的阶段。其实虽然同为钢材，如今的车用已经不能和几十年前的车用钢同日而语。近几十年对车用钢的研究一直大步向前，车用钢板越来越薄，钢材强度和耐腐蚀性能大幅提高。许多钢铁企业为了应对新材料的冲击正积极和汽车企业合作开发能够与铝合金、塑料、碳纤维复合材料抗衡的轻量化高强度钢。但是在混杂的汽车市场，现在很多企业都说自己用了“高强度钢”，其实什么级别的钢算“高强度钢”没有一个准确定义，它的指标是随钢材强度提升过程增长的。其实就类似于如今车型名称里的“新”，什么“新XX车型”、“全新XX车型”、“新一代XX车型”都是相对于上一代说的。于是企业市场部继续发挥混淆视听大放烟幕弹，只要是300Mp级别以上的都叫“高强度钢”。都叫“高强度钢”的钢材可能强度差出一倍。基于以上两点，我觉得可以聊一聊车用钢的话题，而为了内容的丰富，我觉得可以先从钢的应用历史聊起。1、钢铁的发展略史

春秋战国时期就开始有关于炼铁的记载说起钢的历史，最早可以追溯到春秋战国时期。当时的主流金属材料是青铜，这一点毋庸置疑。但是青铜无论是作为工具还是武器都存在

“脆”的问题，为了找到更好的替代材料，当时的人们开发了早期的冶铁技术。春秋战国时期的冶铁技术被称为“块炼法”，是因为炼出的铁呈块状，而且很软。此时的铁器相比青铜器没有太大的技术优势。

汉代的冶铁技术进步，铁器逐渐普及到了汉代，冶炼技术得到改进，风箱的升级使得冶铁炉的炉温升高，并且人们意识到碳对于铁硬度的影响，开始出现渗碳技术。汉代的冶炼方法被称为“炒钢法”，是因为炼钢时搅拌锅中铁水并加入合金元素的过程类似于炒菜。另外，为了排除杂质，折叠锻打技法也趋于成熟。优质的铁首先用来制作兵器，于是在很多汉代墓葬中出土了铁质兵器。

出土的三国时期铁刀图中这些铁质兵器均为三国时期的吴国制造，可见当时冶铁技术已非常成熟，铁质兵器得到普遍使用，形制上也产生了铁刀、铁戟、铁矛、铁镞等等，铁已经完全取代了青铜的地位，人类历史进入了铁器时代。

唐刀的材料已经可叫做钢到了唐代，其实冶炼和锻打方法没有非常明显的改变，通过日积月累的经验，铁匠们已经可以控制铁制品内部的含碳量。像有代表性的唐刀的含碳量大约在0.5%-0.6%之间，这个碳含量已经属于钢的范畴。含碳量得到控制使唐刀兼顾韧性和硬度，这也是唐刀名扬海外的原因之一。其实今天的钢铁冶炼中最基础的部分也是控制含碳量，根据用途不同调整含碳量以调整钢的韧性和硬度这两个

主要性质。当然，古人为了使刀剑同时具备韧和硬发明了包钢、夹钢等制作工艺，这已不在本文讨论范围。

第一次工业革命将制铁推上了工业化的道路人类对于钢铁

需求量的第一次飞跃是第一次工业革命时期。蒸汽机的发明使得人类第一次摆脱了繁重的体力劳动和依赖畜力进行的

生产，燃料驱动的机器将人类的生产效率提高了几个等级。英国的纺织厂依赖于钢铁制造的蒸汽机和织布机

蒸汽机车也钢铁的消耗大户，以及与之配套的铁轨在英格兰的纺织厂里已经不见成群的女工操作木质纺织机织布，取而代之的是轰隆作响的钢铁机器。欧洲的大陆上也架起了铁轨，蒸汽机车开始取代马车成为人类的主要交通工具。从这时起，人类已经无法离开钢铁，并且对钢铁的需求与日俱增。第二次工业革命将汽车与钢铁联系到了一起

如今，少量高性能车仍然使用钢铁制造第二次工业革命时期汽车诞生了，与此同时钢铁行业也跨上了一个新台阶，二者之间百年纠葛也从此开始。时至今日，现代的汽车上虽然已经看不到“奔驰一号”的影子，但是它们仍然在使用钢铁制造，甚至是一些超级跑车。2、汽车用钢的强度等级

现代汽车的车身由多种不同强度的钢材拼焊而成现代汽车

的车身都是由不同强度的钢板拼焊在一起的，不同强度等级的钢板用于受力环境不同的位置，一些受力条件比较苛刻，又不能使用粗厚钢板的位置则使用强度最高的钢材，正所谓

“好钢用在刀刃上”。

厂商公布的车身用钢强度图目前很多厂家都宣称自己用的是“高强度钢”，但是有底气公布车身各部位钢材强度图的却没多少，有的厂家就算公布了车身强度图，也只是示意了不同强度钢材用在了不同位置，并没有标示钢材的具体强度数值。另一些品牌实力雄厚的企业更是不屑于公布这些数据。解释一些名词：日本人和韩国人管高强度钢叫做高张力钢。Mp(兆帕)是强度单位，1Mp的强度相当于在1平方厘米(指甲盖那么大)的面积上施加10kg(俩西瓜)的力而该受力材料不变形。通过公布的车身强度图来看，其实最高强度的钢用量并不多，只是用在了防撞梁和一些加强部位上，车身大部分结构钢的强度并不高。这是以受力情况不同为根据的设计，，毕竟高强度钢的价格不菲，而且不易加工。因此，在看厂商宣传资料时看到“我们的车身采用了1000Mp级别高强度钢制造”这种宣传语时不要误以为全车都是用这种钢造的，实际上可能只有四门防撞梁那几根杆达到了这个强度级别。3、利于冲压的新型钢材

冲压是车身制作的主要方法

冲压成型还在模具上的车身零件材料强度上去了带来的问题是难以加工。一般轿车都是采用冲压的方法制造，即用模具挤压材料成型，类似于玩培乐多彩泥。现在车用钢板强度高了就对冲压工艺要求更高，而且现在深冲部件很多，材料

容易出现裂纹和折皱。

冲压损坏的零件上图中的部件就是冲压不合格产品，钢板未能按要求延展成型。边角位置是冲压最容易出现死角的位置，一般撕裂和折皱都会出现在该位置。同时也说明钢板在被冲压时总是会有拉伸，和模具的摩擦等问题。这些都会造成冲压成型的零件因内部应力或者表面损伤而存在缺陷。侧围是全车尺寸最大的冲压件，也是最难成型的部件所以生产厂家都会研究冲压时钢板的内部应力情况，尽量消除内部积累的应力。同时对于大面积冲压件的厚度研究可以知道钢板那些部位拉伸比较严重，多大冲深可以保证钢板不撕裂。新型钢材可以解决冲压成型和材料强度高难加工的问题为了根本上解决高强度钢的冲压问题，一种新型钢材正在被应用于汽车车身的生产。这种钢材的基质是比较柔软韧性好的铁素体，其中镶嵌了硬度好的马氏体。在冲压时比较容易成型，成型后的材料又具有相当的强度。

一些经过热处理的高强度结构件对于B柱这种特别需要加强的位置，有些厂家会采用热处理工艺，成型后的B柱再经过加热和淬火使钢内部晶相结构更完美。这就相当于瓷器制作时用陶土塑造成型后再加热固化的过程。一般这些热处理零件往往呈现出一种黑色。4、汽车用钢的耐腐蚀性

汽车制造使用的是低合金钢目前汽车用钢属于低合金钢范畴，这是钢材中的一个分支，这种钢材中大部分是铁元素，