第三代先进高强钢的研发进展
第三代高强度汽车钢的性能分析与运用
2018年第1期时代农机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY第45卷第1期Vol.45No.12018年1月Jan.2018作者简介：胡新平（1986-），男，江西上饶人，大学本科，助理实验师，主要研究方向：汽车制造与装配。
第三代高强度汽车钢的性能分析与运用胡新平，罗琴琴(,342515)摘要：文章以第三代高强度汽车钢的性能分析与运用为研究对象，首先对第三代高强度钢进行了简要的分析与概述，并对其进行了相应分类，随后研究分析了第三代汽车用钢性能及运用评价以供参考。
关键词：第三代高强度钢；性能分析；运用1第三代高强度钢概述及分类在汽车的用钢领域内，钢产品最重要的指标是强度，一般情况下，对于钢抗拉强度大于340Mpa 级别的钢，我们称之为高强钢。
对于钢抗拉强度大于780Mpa 级别的钢，我们称之为超高强钢。
对于钢板来说，材料强度与钢板的成形性能呈反比关系，即钢板材料强度越高，而相应钢板成形性能就会下降，造成很大的冲压困难，因此对于汽车厂对材料提出的高要求也无法得到相应满足。
基于此，相关钢铁研发人员在材料中引入FCC （奥氏体）相，由于奥氏体本身具有很强的相变强化作用，因此在已有先进钢基础之上得以进一步实现先进高强钢性能提升，当前已研制出了全奥氏体组织第二代先进汽车用钢与部分奥氏体组织第三代先进高强汽车用钢。
其中第三代汽车用钢是以贝氏体或马氏体为基本，然后配合适当的残余奥氏体，从而其延伸率与抗拉强度的乘积达到了20至40GPa%，处于第一代与第三代钢的蓝海区域，已是当下研发汽车用钢的热点。
当前第三代高强钢主要分为三种，一种是Q&P 淬火与碳分配分退火工艺低合金钢，最早由美国科罗拉矿业学院J G Speer 教授提出，该类型钢已能达到量产水平。
一种是粉末冶金工艺生产的第三代汽车钢，由美国纳米钢公司提出，但由于该类型刚制作成本太高，因此不利于全面推广。
最后一种是由TRIP 钢工艺结合奥氏体逆转变ART 工艺研发出的0.1%C-5%Mn 的中锰高强钢，生产成本低且易于生产，当前已完成实验室研究与相关应用验证。
第三代高强度汽车钢的性能与应用
第三代高强度汽车钢的性能与应用近年来，随着汽车业发展的不断加快，广大汽车制造商亟欲寻求一种高强度汽车钢来提高汽车的质量，确保汽车的安全性能。
因此，伴随着汽车制造商的普遍追求，第三代高强度汽车钢的出现显得格外重要。
第三代高强度汽车钢的特征是钢的结构更加致密，高强度汽车钢的抗拉强度可达到800MPa以上，抗压强度可达到400MPa以上，有较强的抗冲击性能，抗拉和抗压比一般钢高出30%到50%。
同时，第三代高强度汽车钢具有厚度较薄、弯曲性能良好等优势。
它还具有抗锈蚀性能、氧化性能、高温强度性能等优点，广泛适用于高压气罐、发动机支架、悬挂、车身等车辆部件中。
第三代高强度汽车钢在汽车工业中的应用也正在不断发展。
目前，该钢材在汽车车架和高压气罐、发动机支架等件结构件的应用越来越多，有利于提高汽车的耐久性能和安全性。
中，在汽车钢材结构件中应用第三代高强度汽车钢应用最为广泛。
高强度汽车钢比一般钢具有更高的强度，有助于减少车身的厚度，把材料重量减轻到最小，有利于提高汽车的性能，提高燃油经济性，并具有很高的安全性能。
另外，应用高强度汽车钢可以减少车身材料的使用，有利于减少环境污染，保护自然环境和地球家园。
综上所述，第三代高强度汽车钢具有结构致密、抗拉强度高、抗冲击性好、厚度较薄、弯曲性能优良等优势，广泛应用于汽车车架和高压气罐、发动机支架等件结构件中，可以有效提高汽车的安全性能和经济性能，同时减少车身材料的使用，减少环境污染，保护自然环境和地球家园。
第三代高强度汽车钢的应用前景广阔，由于汽车业的发展不断加快，今后将会有更多的车辆采用第三代高强度汽车钢作为结构件，以满足汽车制造商对高强度钢的需求。
此外，第三代高强度汽车钢的开发和研究也将不断深入，以提高它的高强度和轻量化的特点，满足汽车工业的高标准要求。
第三代高强度汽车钢无论是在汽车工业中的应用，还是在研发和制造中的研究都将会发挥着重要作用，是汽车制造商及消费者提高汽车安全性能和经济性能的重要选择。
第三代汽车钢技术研发进展.pdf
第三代汽车钢的组织演变
(a)1m-4.5
(b) 5m-8.4
(c)30-18.3
(d)1h-22.5
(e) 6h-30.9
(f) 12h-33.7
Microstructural evolution as a function of ART-annealing time
C, wt%
Rm MPa Rm×A GPa%
汽车薄板钢发展
力学性能及成分 优点（解决问题） 缺点（未解决问题）
第一代钢
Rm=200-
1600MPa Rm×A=1020GPa% (TRIP:15-25性能好
强塑积低 （15GPa%） 高强度成形难(工艺 补充)，碰撞吸能差
合金总量≤3wt%
第二代钢
Rm=7001200MPa Rm×A=4565GPa% 合金总量≈30wt%
E
碳
锰
1200
1000
800
600 400
200 0 0.0
@650OCx6h 0.003 0.05 0.1 0.14 0.2 0.26 0.4
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Engineering strain
1500 (d)
1000
500
0 0.0
0.2C Austenisation
7Mn 5Mn
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 e , Engineering strain
E
力学性能的影响因素
, Engineering stress,MPa E
, Engineering tensile stress (MPa) E
亚稳奥氏体
试验温度
1000 800 600 400 200 0 0.0
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
高强高塑第三代汽车钢的研发
高强高塑第三代汽车钢的研发1董瀚，王存宇，时捷，曹文全（钢铁研究总院，北京 100081）摘要：本文首先简要介绍了先进高强钢的发展状况和高强高塑第三代汽车钢的研发情况。
在此基础上，本文重点介绍了钢研总院及其合作单位在第三代汽车钢领域的基础研究、工业试制、零件冲压情况。
所研发的第三代汽车钢具有优异的力学性能和较低成本，试验钢的抗拉强度在700-1600MPa范围内，强塑积可达30-50GPa%；太钢的工业试制获得了第三代汽车钢热轧钢板与冷轧钢板，其抗拉强度为700-900MPa，强塑积不小于30GPa%。
研究认为，第三代汽车钢的高强度与高塑性主要归因于超细双相组织与大量奥氏体的相变诱发塑性作用。
本文还简要介绍了第三代汽车钢在一汽与湖南大学的应用情况。
最后对第三代汽车钢的未来发展潜力进行了探讨。
关键词：第三代汽车钢，高强高塑，超细双相组织，相变诱发塑性Abstract: At first, R&D of the third generation automobile sheet steel (TG steel) with high strength and high ductility are briefly introduced. And then, the basic research, industry trial, and stamping of the TG steel are presented in details. It is shown that excellent mechanical properties of the steels prepared in laboratory scale at CISRI are of 700-1600MPa for tensile strength and of 30-50% for the product of tensile strength (Rm×A) to total elongation. The mechanical properties of steel sheets produced in the industry trials are of 700-900MPa for tensile strength and no less than 30GPa% for Rm×A. This combination of high strength and high ductility is believed to be attributed to the ultrafine duplex structure and the role of the phase transformation induced plasticity (TRIP effect). The stamping trials of TG steel sheets in First Automobile Works and in Hunan University are introduced in brief. At last, the potentials of the TG steel are discussed.Key words: Third generation automobile steel, strength and ductility, ultrafine duplex microstructure，TRIP effect 0.前言首先，钢材是构成汽车的主要材料，其高强化成为汽车轻量化的首要目标，通过轻量化达到汽车的节能减排势在必行；第二，汽车碰撞安全性法规也促进汽车使用更高强度和更高塑性的钢材。
高强度汽车钢
高强度汽车钢卜子华; 徐淑琼【期刊名称】《《科技视界》》【年(卷),期】2019(000)016【总页数】2页(P114-115)【关键词】高强度; 汽车; 钢【作者】卜子华; 徐淑琼【作者单位】临沂大学机械与车辆工程学院山东临沂 276005【正文语种】中文【中图分类】TG335.56; U4660 引言我国的汽车工业目前以加工组装和生产中低档车为主，在国际汽车市场中，难以与高端汽车品牌竞争。
为了顺应国家环保、节能、低碳、安全的时代发展潮流，我国的汽车行业不断地引入先进生产技术并着重研发轻量化高强度钢，打造拥有自主品牌和自主知识产权来提高国际竞争力和出口能力，以改变我国贸易逆差的现状。
本文对现有的高强度钢种进行了简单阐述与简要分析。
1 几种典型的汽车用钢1.1 高强度汽车钢的分类高强度汽车用钢目前可分为三代，第一代先进高诱导塑性钢等；第二代先进高强钢分为TWIP孪晶诱导塑强钢分为FB钢、IF钢、马氏体钢、TRIP相变性钢、L-IP诱导塑性轻钢、SIP剪切带强化钢[1]；第三代先进高强度钢分为TBF贝氏体基相变诱导塑性钢、δ-TRIP钢、纳米贝氏体钢、中锰TRIP钢、Q&P钢等。
先进钢材不断地在现代汽车制造行业更新换代，同时先进超高强度钢的引进不仅会尽可能地减少汽车零件用材，达到汽车轻量化的要求，还可对国民经济、科研领域等发展等产生巨大影响。
为实现这一目标，首选方案是选用乃至研发比强度高的材料，由此可见，我国材料发展面临着诸多严峻挑战。
1.2 普通钢及先进高强钢分类按照国际钢铁协会USL-AB项目，可将钢种按其力学性能进行分类，分为低强钢、高强钢和超高强钢。
超高强钢的抗拉强度Rm(σb)＞700MPa，屈服强度Re(σs)＞550MPa；低强钢的抗拉强度Rm(σb)＜270MPa，屈服强度Re(σs)＜210MPa；高强钢的力学指标介于这两者之间。
其中，低强度钢分为IF钢和软钢；普通高强度钢分为碳锰钢、BH钢、高强度IF钢和HSLA钢等；先进高强度钢（AHSS）包括双相钢、TRIP相变诱发塑性钢、CP钢和马氏体钢（M钢）等[2]。
第三代先进高强钢的研发进展
第三代先进高强钢的研发进展张志勤黄维高真凤(鞍钢股份有限公司技术中心，辽宁鞍山 114009)摘要：介绍了先进高强钢的发展现状和第三代先进高强钢的设计构想，并从七个方面阐述了第三代先进高强钢的研究进展，即DP钢、改进型TRIP钢、超细晶贝氏体钢、淬火-碳分配钢、快速加热和冷却工艺、高锰TRIP钢和低锰TWIP/TRIP钢。
关键词：第三代先进高强钢研发进展Research Developmentfor Third-Generation Advanced High-Strength SteelZhang Zhiqin Huang Wei Gao Zhenfeng(Technology Center of Angang Steel Co., Ltd., Anshan City Liao Ning Province, 114009)Abstract: In this paper, the development of advanced high-strength steel and the design ideas of the third-generation advanced high-strength steel are introduced, the development status of the third-generation advanced high-strength steel in seven directions are discussed, such as DP, modified TRIP, ultrafine grain bainite ,Quenching & Partitioning, Rapid heating and cooling, high Mn TRIP and low MN TWIP/TRIP steels.Key Word: Third-Generation Advanced High-Strength Steel; Research；Development.1前言近几十年来，为满足汽车工业更安全、更轻量化、更环保以及更经济油耗的需求，先进高强钢（AHSS）一直是材料研发工作的重点。
第三代高强高韧低合金钢精细组织的研究王昭东
3.
4.
课题主要预研结果
• 超快速冷却装备
– 在国内鞍钢、首钢、涟钢、攀钢等多家企业应 用
• 淬火机
– 在国内太钢、宝钢、唐钢、新余、南钢、酒钢、 涟钢等推广和应用
在线超快速冷却装置－涟钢2250mm超快冷设备 在线超快速冷却装置－涟钢 超快冷设备
缝隙喷嘴
三联喷嘴
在线超快速冷却装置－鞍钢、 在线超快速冷却装置－鞍钢、首钢
–
–
•
目标 – 研制在线高效在线冷却原型装备及超快速冷却工艺 – 研制以离线辊式淬火机为代表的，满足超薄、 研制以离线辊式淬火机为代表的，满足超薄、超厚超限规格钢 板淬火需求的原型装备
课题关键问题及难点
• • 高强度冷却需要的均匀化高效冷却理 多功能高效冷却原型装置的开发
课题研究思路及方案
1. 2. 研究钢板高强度冷却过程的均匀性控制技术。 研究钢板高强度冷却过程的均匀性控制技术。钢板的冷却不均匀性 包括纵向方向、宽度方向以及钢板上下表面之间温度差异。 包括纵向方向、宽度方向以及钢板上下表面之间温度差异。 建立钢板高效冷却过程的冷却数学模型。 建立钢板高效冷却过程的冷却数学模型。现有板带钢层流冷却过程 中的数学模型已有很多应用，但对于高强度冷却技术， 中的数学模型已有很多应用，但对于高强度冷却技术，由于其冷却 机理和换热特性完全有别于普通层流冷却，为此， 机理和换热特性完全有别于普通层流冷却，为此，有必要建立钢板 高效冷却的冷却数学模型。 高效冷却的冷却数学模型。 应用有限元方法模拟板带钢高效冷却过程。 应用有限元方法模拟板带钢高效冷却过程。通过对钢板高效冷却过 冷却水流流场的有限元数值模拟， 程、冷却水流流场的有限元数值模拟，定量分析高效冷却装置的冷 却强度、冷却均匀性等，并进而对冷却装置的结构设计展开优化， 却强度、冷却均匀性等，并进而对冷却装置的结构设计展开优化， 为开发合理的高效冷却装置提供理论支撑。 为开发合理的高效冷却装置提供理论支撑。 实验室进行试验，与有限元模拟结果进行对比， 实验室进行试验，与有限元模拟结果进行对比，开发满足工业生产 需要的高效冷却设备。 需要的高效冷却设备。
汽车用第3代先进高强度钢的研发进展_张志勤
从图
可 见 川 , 在第 代
代和第
代
钢之
长 众 挂 橄 牌 出 礴
奥 氏体稳 定性 条件
间 的区域 , 即第
钢 区 域 , 现 有 的研 究 主 要
是通 过 改进 或创 新 的工 艺路线 来致 力 于填补 这些 空 白区域 , 并 特别 关 注 于工 业 化 生 产 可行 性 和成 本 因 素 。其 研 发策 略 主要有 研 发性 能 良好 的 钢 改
图
传统钢与
钢的抗拉强度与总伸长率之间的关系图
模 拟工作 的第
氏体发 生相 变 。 考 虑 定性 条 件 图
步是在 应 变状态 下 的亚稳 态 奥
到 个假定 的奥氏体稳
合 , 其 残余 奥 氏体 由于应 变诱导 而转 变成 马 氏体 , 导 致应 变 硬 化 更 大 。 而 第 一 代 钢 ,如 、 一 、 孪 晶诱 发塑 性钢
一
抗拉 强度
注 , 传统 钢 一 铁家 体一 贝氏体钢 , 相 变诱发 塑性钢 双钢 相 复相 钢洲 一 马氏 体钢 一 轻 化诱 发塑性 钢浅一 高锰 孪晶 诱发 塑性钢 孪 晶诱发塑 性钥 一 时 热 成形钢 热处 理厂
一 二 热成形 钢
序号
组织
极限抗拉强度
均匀 的真应变
铁素体 奥 氏体 马氏体
代
钢 已成 为 世 界各 国研 发
个 方面 , 对这些 方案 和研 究
目标 区域 内 。 此 外 , 通 过 合 金 化 对 粒 细化 , 己获 得 了 标 准 强 度 达
的钢 。 其 它 的 在 一 况 下是 在
的热 点 , 本 文将 在 以下
钢 开 发包 括改进 热 处理 , 即 ℃ 。 当降 低
南方科技大学机械与能源工程系副教授何斌斌做高强钢一样的科研者
INNOVATING TALENT | 食d新达人南方科技大学机械与能源工程系副教授何斌斌:做高强钢一样的科研者■文/萧娬随着国家和市场对轻量化汽车需求的日益提高，国内各 大汽车厂商和汽车板生产企业一直在寻找并研发实现车身减 重、降低能耗、减少排放、提高安全性的高强度新钢铁材 料，能否实现超高强度冷成型钢的新突破，己成为衡量钢铁 企业制造研发水平的一个重要标志。
近日，本钢集团生产的 2000MPa超高强钢通过了长城汽车长城哈弗品牌认证，标志 着我国高强钢研宄进入了一个新的阶段。
回首我国高强钢历 史，凝聚了多少代科研人员的心血，才有了我国高强度钢的迅猛发展，在这其中来自南方科技大学的何斌斌一直有一个 梦想，希望助力我国高强钢的腾飞，如高强钢般坚初不拔做 科研，似寒松柏般矢志不移谱新篇。
因为梦想，所以坚持一方水土养育一方人，何斌斌出生于风景秀丽的浙江省 台州市，水穿城过、河网密布、港汊交纵，以水文化为主体 的台州水乡风韵不亚于苏杭。
水虽柔弱但意志坚定，它信念 执著，追求不懈。
檐顶滴水，日复一日，年复一年，咬定目2020年第11期^中国高新科技39列新达人|INNOVATING TALENT标，硬是将无比坚硬的岩石滴穿。
这也使何斌斌养成了做事 情要锲而不舍，一旦认准一个目标，就要有一往无前的勇气 和坚定执着的精神。
从小就具有强烈好奇心的他经常缠着爸 爸给他各种新奇的故事，那时候何斌斌就想：如果能成为写 故事的人就好了。
进入大学校园后，何斌斌接触到了力学与 材料相关专业研宄，并深深为之着迷，因为他知道这是认识 事物本质原理的好机会，可为编写新材料的故事打下扎实的 基础。
为了实现小时候的梦想，他坚持刻苦科研。
追梦人的 脚步总是铿销有力的，经过不懈的努力，何斌斌在高强钢领 域也获得了 一定的成绩。
在固体力学领域，何斌斌以第3代高强钢为对象深入研 宄了高强钢的纳米力学行为。
为什么选择第3代高强钢呢？他介绍道：“第3代先进高强钢是由不同的相所组成的。
汽车用先进高强钢生产与研发进展
汽车用先进高强钢生产与研发进展
佚名
【期刊名称】《河北冶金》
【年(卷),期】2016(0)9
【摘要】在汽车制造领域,钢与铝及镁合金等的竞争已进入了一个新的阶段。
同时,汽车制造商也对钢铁材料的性能和成本提出了更高的要求,汽车用先进高强钢（AHSS,Advanced High Strength Steel）的研发与生产就显得特别迫切。
为满足汽车行业更安全、更轻量化、更环保和更经济油耗的需求,钢铁企业加大了汽车用先进高强钢的研发与投资建设,生产与应用也取得了显著进展。
【总页数】3页(P76-78)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.汽车用先进高强度钢的特点和生产工艺
2.汽车用第3代先进高强度钢的研发进展
3.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
4.汽车用传统高强钢和先进高强钢
5.汽车用先进高强钢生产与研发进展
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第三代先进高强钢的开发思路
第三代先进高强钢的开发思路在过去的几十年里，人们为开发先进高强钢做了大量的研究工作。
当时研究的主要目的是为了满足汽车工业的需要，希望通过减轻车身重量来降低油耗，同时提高车内乘客的人身安全。
随着监管日趋严厉，人们对汽车的抗冲撞能力和省油的期望也越来越高，先进高强度钢已广泛应用于汽车车身结构。
预计到2015年，先进高强钢在轻型车的车身和车盖上的重量百分比将提高到35%，而低碳钢的重量百分比将从2007年的55%降至29%。
许多国内外的汽车制造商正在将高强钢的广泛应用列为汽车发展战略的一部分。
目前正在应用和研究的先进高强钢有：第一代先进高强钢—双相（DP）钢、多相（CP）钢和相变诱导塑性（TRIP）钢，以及第二代先进高强钢—奥氏体孪晶诱导塑性（TWIP）钢、诱导塑性轻钢（L-IP)和剪切带强化（SIP）钢。
第一代先进高强度钢合金含量低，主要是以铁素体为主的多相显微组织。
双相钢是目前使用最多的一种先进高强钢，除了强度高、成型性好外，还具有易于焊接和加工的优点。
TRIP钢兼具良好的强度和延伸性能，其残余奥氏体相通过应变诱导相变转化成马氏体相，从而提高了应变硬化指数。
第二代先进高强钢机械性能优异，但因奥氏体钢的合金含量高，使得成本大大增加。
此外，这些合金的加工难度非常大，而且TWIP钢还易于产生延迟裂纹。
最新研究结果表明，加入铝可降低脆化敏感性，但具体的作用机理尚在研究中。
由于第一代和第二代先进高强钢在性能上存在缺失，因此，目前正在研究如何通过改进处理工艺或采用新型处理工艺来弥补性能上的不足，同时应特别注意这些工艺的工业可行性及经济性。
现在正在寻求一些解决方法，具体包括：·通过处理提高双相钢性能；·改进传统的TRIP钢处理方法；·开发具有超细贝氏体显微组织的高强钢；·采用新型处理工艺，包括淬火分配以及超快速加热和冷却；·开发高锰TRIP钢等。
新一代先进高强钢的开发办法主要着眼于：在无需添加太多合金成分的情况下，使强度和/或韧性超过第一代先进高强钢；或将第三代先进高强钢的合金含量降低。
第三代先进高强钢的技术路线综述
第三代先进高强钢的技术路线综述1 前言在过去的几十年里，人们为开发先进高强钢做了大量的研究工作。
当时研究的主要目的是为了满足汽车工业的需要，希望通过减轻车身重量来降低油耗，同时提高车内乘客的人身安全。
随着监管日趋严厉，人们对汽车的抗冲撞能力和省油的期望也越来越高，先进高强钢已广泛应用于汽车车身结构。
预计到2015年，先进高强钢在轻型车的车身盖上的重量百分比将提高到35%，而低碳钢的重量百分比将从2007年的55%降至29%。
许多国内外的汽车制造商正在将高强钢的广泛应用列为汽车发展战略的一部分。
2 现代的先进高强钢钢种目前正在应用和研发的先进高强钢有∶第一代先进高强钢一一双相(DP)钢多相(CP)钢和相变诱导塑性(TRIP)钢，以及第二代先进高强钢一一奥氏体孪晶诱导塑性(TWIP)钢、诱导塑性轻钢(L-IP)和剪切带强化(SIP)钢。
这里没有考虑冲压硬化钢。
图1(略)概括了先进高强钢与传统高强钢相比具有代表性的性能。
第一代先进高强钢合金含量低，主要是以铁素体为主的多相显微组织。
双相钢是目前使用最多的一种先进高强钢，除了强度高、成型性好外，还具有易于焊接加工的优点。
TRIP钢兼具良好的强度和延伸性能，其残余奥氏体相通过应变诱导相变转化成马氏体相，从而提高了应变硬化指数。
第二代先进高强钢机械性能优异，但因奥氏体钢的合金含量高，使得成本大大增加。
此外，这些合金的加工难度非常大，而且TRIP钢还易于产生延迟裂纹。
最新研究结果表明，加入铝可降低脆化敏感性，但具体的作用机理还在研究之中。
从图1(略) 可清楚地看出，第一代和第二代先进高强钢在性能上存在着缺点。
因此，目前正在研究如何通过改进处理工艺或采用新型处理工艺来弥补不足，同时应特别注意这些工艺的工业可行性及经济性。
现在正在寻求一些解决办法，具体包括∶*通过处理提高双相钢的性能；* 改进传统的TRIP钢的处理方法；*开发具有超细贝氏体显微组织的高强钢；*采用新型处理工艺，包括淬火分配(Q&P) 以及超快速加热和冷却；*开发高锰TRIP钢。
第三代(3G)先进高强钢的热浸镀锌工艺
（ １ Ｇ） 和第 二 代 （ ２ Ｇ） ＡＨＳ Ｓ钢 。一 代 ＡＨＳ Ｓ 钢包 括 Ｄ Ｐ、 Ｃ Ｐ 、 ＭＡＲ Ｔ 和 低 合 金 相 变 诱 导 塑性 （ ＴＲＩ Ｐ） 钢， 这些 Ｔ ＲＩ Ｐ 钢 基 于 铁 素 体 （ ａ ） 基体 ， 以不 同体 积分数 的马 氏体 （ Ｍ） 或 下 贝 氏体 （ Ｂ ） 作为强化相 ， 并 有 较 大 体 积 分 数
临界 区退 火过 程 中氧 化 锰 形成 。不 过 ． 表 面 氧 化 物 的 存 在 未 对涂 镀 性 能产 生 负 面影 响 。
关键词 ： ３ Ｇ 先进 高强 度 钢 力 学 性 能 选择 性 氧 化 连 续 热 浸 镀锌
１ 前 言 为 了减轻 车身 重 源自 以改善 燃 料 效 率 ， 同
钢 铁 译 文 集
程 中较大 体 积分数 （ ２ ０ ～４ Ｏ ） 的残余 奥 氏体
２ ０ １ ６ 年第 ２ 期
图 ２给 出 了 实 验 热 处 理 周 期 的 示 意 图 ，
向马 氏 体 转 变 来 实 现 性 能 改 善 Ｈ 、 。然 而 ，
为 了能 够 适 于 汽 车 应 用 ， 这 些 合 金 钢 必 须 与 连 续镀 锌 线 （ Ｃ ＧＬ ） 工 艺相 兼 容 ， 以 获 得 所 需
的合 金 成 本 及 终 点 用 户 希 望 得 到 优 于 一 代
ＡＨＳ Ｓ钢 的性 能 ， 近期 对 开发 所 谓 三代 （ ３ Ｇ） ＡＨＳ Ｓ钢 的兴 趣 愈 加 浓 厚 ， 其 合 金 成 分 低 于 二代 ＡＨＳ Ｓ钢 ， 同 时力学性 能优 于一 代 ＡＨ—
Ｓ Ｓ钢 。这 种 三 代 ＡＨＳ Ｓ钢 通 过 控制 变 形 过
２ ０ １ ６ 年第 ２ 期
宝钢成为全球唯一批量稳定供应第三代超高强钢企业
宝钢成为全球唯一批量稳定供应第三代超高强钢企业历经十年探索实践，宝钢成功具备了第三代高成形性超高强钢——淬火延性钢的工业化生产能力。
目前，已实现了向一汽轿车的批量供货。
截至目前，宝钢是全球唯一一家实现新一代经济型高成形性超高强钢（第三代超高强钢）批量稳定供货的企业，也是世界上目前唯一一家同时可以工业化生产第一代、第二代和第三代全系列超高强钢的钢铁企业。
近年来，高强钢成为汽车产业绿色发展的首选材料。
世界各国钢铁企业已陆续开发出了多种高强钢，并在汽车工业中得到日益广泛的应用。
但随着钢板强度的提高，材料的塑性会下降，且工艺成分、经济性差等因素制约了其进一步的推广应用。
为此，强度和塑性兼顾，具有更高延伸率的新一代经济型先进高强钢成为国际上各大钢铁公司的研究热点。
宝钢于2002年开始涉足超高强钢的研制开发。
2009年，国内首条超高强钢专用生产线在宝钢投产。
宝钢独创了一种多功能柔性化的高强度薄带钢专用产线和研发平台，首建了世界最高冷速的冷轧薄带钢连续热处理机组。
截至目前，宝钢已成功开发多种先进高强钢品种以及生产工艺技术，其中，大部分先进高强钢品种及制造方法获得了国家发明专利授权。
同时，宝钢也加快第二代、第三代先进高强钢的研发和生产。
在成功开发第二代高强钢TWIP钢的同时，重点开展第三代高强钢Q&P钢的研发和批量供货。
淬火延性钢工艺最初为美国冶金专家提出的一个提高钢板强度和塑性的工艺概念，淬火延性钢在保持较高强度的同时，塑性良好且经济性佳，能进一步满足用户的深加工要求，有显著的产业化优势和市场竞争力，被称为第三代超高强钢中应用性最强的钢种。
此前，全球没有一家钢铁企业能够将这个概念转化为现实，而宝钢敏锐地捕捉到了这一行业动态，通过深入研究并在机组设计上充分考虑相关特殊工艺制度，于2010年成功实现这一钢种的首次工业试制，产品性能完全达到设计目标。
之后，宝钢陆续试制出各种规格的淬火延性钢新产品，并提供给多家国内外著名汽车主机厂、零配件厂和科研院所进行使用和评估。
宝钢第三代超高强钢QP9SO热镀锌产品全球首发
设计合理 ， 所选的生产工艺可行， 组织状态和力学 性能稳 定 ， 具有 良好 的焊 接性 能 以及 综 合 力学 性
能， 为 搪玻 璃压 力 容 器 设 备 的制 造 提 供 了一种 专
用钢板 。
参考 文献
图 ７ 全 包容搪玻 璃 试板
Ｆ ｉ ｇ ． ７ Ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｆ ｕ ｌ ｌ ｃ ｌ ａ ｄｄ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ａ ｍｅ ｌ ｉ ｎｇ ［１］Ａ Ｓ Ｔ Ｍ Ａ ５ ６ ２ ／ Ａ ５ ６ ２ Ｍ－ ０ ６ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ６ Ｒｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｏ ｆ ｅ ｎ ａ ｍｅ ｌ ｉ ｎｇ ｂ ｏ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｂ ｙ ｂ ｅ ｎ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图 ６ 搪 烧后 延 伸率 和 冲击韧 性
的密着 强度 ， 通 过对 比可 知 ， 弯 曲时所研 发钢 板 的 釉 层 发 生破 坏 时 的 弯入 角度 较 大 ， 且 拉 伸 时 其釉
［ ５ ］王恩涛．搪玻璃用 Ｇ Ｔ Ｉ 新钢 种试制总结 ［ Ｇ ］ ． 鞍山 ： 鞍钢科
研档案 ， １ ９ ８ ５ ．
收 修 改 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ． ０ ６ — １ ８
三代 先进 高强 钢 的钢铁 企业 。
超高强钢冷轧产 品相 比， 该产 品具有更强的耐腐 蚀性 。第 三代 超 高 强 钢 由 于性 能 优 越 、 成 本 相 对
第 ５期
刘凤 莲等 ： 搪 玻璃 压力 容器 专用钢 板的 生产 实践
先进高强度钢研究与发展状况
先进高强度钢研究与发展状况传统的高强度钢多是通过固溶、析出和细化晶粒作为主要强化手段，而先进高强度钢（AHSS ）是指通过相变进行强化的钢种，组织中含有马氏体、贝氏体和（或）残余奥氏体，主要包括双相(DP) 钢、相变诱导塑性(TRIP) 钢、马氏体(M) 钢、复相(CP) 钢、热成形(HF) 钢和孪晶诱导塑性(TWIP) 钢。
先进高强度钢的强度和塑性配合优于普通高强钢，兼具高强度和较好的成形性，特别是加工硬化指数高，有利于提高冲撞过程中的能量吸收，这对减重的同时保证安全性十分有利。
AHSS 的强度在500MPa到1500MPa之间，具有很好吸能性，在汽车轻量化和提高安全性方面起着非常重要的作用，已经广泛应用于汽车工业，主要应用于汽车结构件、安全件和加强件如A/B/C柱、车门槛、前后保险杠、车门防撞梁、横梁、纵梁、座椅滑轨等零件；DP钢最早于1983年由瑞典SSAB钢板有限公司实现量产。
先进高强度钢开发和研究进展所有的高速钢的生产都要控制奥氏体相或奥氏体加铁素体相的冷却速度，可以在外围表面进行热磨削（如热轧产品），也可以在连续退火炉中局部冷却（连续退火或热浸涂产品）。
马氏体钢是通过快速淬火致使大部分奥氏体转变成马氏体相而产生的。
铁素体加马氏体双相钢的生产，是通过控制其冷却速度，使奥氏体相（见于热轧钢中）或铁素体+马氏体双相（见于连续退火和热浸涂钢中）在残余奥氏体快速冷却转变成马氏体之前，将其中一些奥氏体转变成铁素体。
TRIP钢通常需要保持在中温等温的条件以产生贝氏体。
较高的硅碳含量使TRIP钢在最后的微观结构含过多的残余奥氏体。
多相钢还遵循一个类似的冷却方式，但这种情况之下，化学元素的调整会产生极少的残余奥氏体并形成细小的析出以加强马氏体和贝氏体相。
汽车用高强度钢分为热轧、冷轧和热镀锌产品，其工艺特点都是通过相变实现强化。
此外，还有一种热冲压成形模具淬火硬化的超高强钢再欧洲的汽车制造业获得了广泛应用。
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第三代先进高强钢的研发进展张志勤黄维高真凤(鞍钢股份有限公司技术中心，辽宁鞍山 114009)摘要：介绍了先进高强钢的发展现状和第三代先进高强钢的设计构想，并从七个方面阐述了第三代先进高强钢的研究进展，即DP钢、改进型TRIP钢、超细晶贝氏体钢、淬火-碳分配钢、快速加热和冷却工艺、高锰TRIP钢和低锰TWIP/TRIP钢。
关键词：第三代先进高强钢研发进展Research Developmentfor Third-Generation Advanced High-Strength SteelZhang Zhiqin Huang Wei Gao Zhenfeng(Technology Center of Angang Steel Co., Ltd., Anshan City Liao Ning Province, 114009)Abstract: In this paper, the development of advanced high-strength steel and the design ideas of the third-generation advanced high-strength steel are introduced, the development status of the third-generation advanced high-strength steel in seven directions are discussed, such as DP, modified TRIP, ultrafine grain bainite ,Quenching & Partitioning, Rapid heating and cooling, high Mn TRIP and low MN TWIP/TRIP steels.Key Word: Third-Generation Advanced High-Strength Steel; Research；Development.1前言近几十年来，为满足汽车工业更安全、更轻量化、更环保以及更经济油耗的需求，先进高强钢（AHSS）一直是材料研发工作的重点。
据预测，到2015年，在世界轻型车车身及其封闭件中，AHSS钢将增加到35%，而低碳钢将从2007年的55%下降到29%。
近年来各国一直致力于第三代AHSS钢的研发，美国科学家首先提出了第三代AHSS钢的概念，美国汽车/钢铁联盟在DOE（美国能源部）和NSF（美国国家卫生基金会）的支持下于2007年10月启动了为期三年的强塑积与成本介于第一代与第二代AHSS钢之间的第三代AHSS 钢的研发工作。
同时，我国与韩国也相继启动了提高强塑积的高强高塑钢的研发工作。
到目前为止，各国第三代AHSS钢的研发仍然在积极探索之中。
2010年11月，中国钢研与太原钢铁集团合作，成功地在工业生产流程上开发出第三代AHSS钢热轧板卷和冷轧板，强塑积均超过了30GPa·%，率先在国际上研发出第三代AHSS钢的工业化生产技术。
2当代AHSS钢的发展现状图1为当代汽车用高强钢品种发展现状示意图。
传统的高强度钢，如HSLA 、BH组织都是以铁素体为基。
第一代AHSS钢，包括DP、CP、TRIP、马氏体钢、贝氏体钢都可以看作是以铁素体为基的高强度钢，其抗拉强度与延伸率的乘积（强塑积）一般在15 GPa·%的水平，难以适合未来汽车的轻量化和安全性需求。
DP钢由于其良好的焊接性和相对易加工性，是现今应用较多的钢。
TRIP钢可以获得良好的强度/延伸性组合，其残余奥氏体由于应变诱导而转变成马氏体，导致应变硬化更大。
而第二代AHSS钢，如TWIP、L-IP、奥氏体不锈钢等在常温下都是奥氏体单相组织，可以看作是奥氏体为基的AHSS钢[1]，其强塑积虽达到了较高的50 GPa·的水平，但是其合金含量高和生产工艺控制困难导致了成本较高。
此外，加工这些钢种，特别是高锰含量的TWIP钢，具有极大的挑战性。
目前，市场需要性能和成本介于两者之间的新型汽车薄板钢。
正在开发的下一代汽车钢——第三代AHSS钢，它是1种新的多相组织钢，该新钢种具有“多相、亚稳和多尺度”的组织精细调控（M3组织），从而获得更高强度和伸长率（强塑积为30GPa·%）。
第三代AHSS钢注：IF：无间隙原子钢；IF-HS：高强IF钢；ISO：各向同性钢；BH：烘烤硬化钢；Mild：低碳钢；CMn：碳锰钢；HSLA：高强度低合金钢；TRIP：相变诱发塑性钢； DP：双相钢；CP：复相钢；MART：马氏体钢；L-IP：具有诱发塑性的轻量化钢；AUST.SS：奥氏体不锈钢；TWIP：孪晶诱发塑性钢图1 传统钢与AHSS钢的拉抗强度与总伸长率之间的关系图Fig.1 The relationship of tensile strength and total elongation between traditional steel and AHSS 从图1可见，在第一代和第二代AHSS钢之间的区域，即第三代AHSS钢区域，现有的研究主要是通过改进的或创新的工艺路线来致力于填补这些空白区域，并特别关注于工业化生产可行性和成本因素，其研发策略主要有：研发性能优良的DP钢；改进传统TRIP钢；研发超细晶贝氏体高强钢；开发新的生产工艺路线，包括淬火-碳分配（Q&P）和超快加热和冷却工艺（Flash Process）等；研发高锰TRIP钢。
3第三代AHSS钢的设计构想[2]近年来研究人员通过简化成分模型，对第三代AHSS钢的设计构想进行了讨论，提出了F/M和A/M组织。
表1为设想组织抗拉性能所需的模型输入参数值，图2为F+M和A+M 两种混合组织的强度-韧性组合的设想预测图。
通过改变设想组织的相关相组成而获得的计算结果如图2所示，根据模型所获得的韧性值是均匀延伸的。
很明显，对于这些假设铁素体/马氏体组织预测的抗拉性能处于现有的第一代AHSS钢的性能区域内。
而奥氏体/马氏体组织所对应的性能区域正处于第一代和第二代AHSS钢之间的区域内，正是我们所希望的“第三代AHSS钢”的性能区域。
表1 设想组织抗拉性能所需的模型输入参数值图2设想的F+M 和A+M 两种混合组织的强度-韧性组合预测图Fig.2 Superposition of the predicted strength/ductility conbinationsof hypothetical ferrite/martensite and austenite/martensite mixtures模拟工作的第二步，是在应变状态下的亚稳态奥氏体发生相变。
考虑了四个假定的奥氏体稳定性条件，如图3a 所示。
所产生的强度/延伸组合预测见图3b ，为从A 到D 四种不同奥氏体稳定状态，每个曲线上单独数据点对应着不同的初始奥氏体含量（假定范围为0%～85%），其显微组织的残余物正在进行铁素体化，其性能见表1。
奥氏体稳定性对于所预测钢种的性能密切相关。
最差的稳定性（条件D ）是在低应变条件下发生马氏体相变，其性能指标落在第一代AHSS 钢的区域内，这表明奥氏体不能明显有效地改善性能。
预测的最好的强度和性能组合是具有大量相对稳定的奥氏体（图3b 中的曲线B ）。
在本模型中进行了简化的假设，正在进行的工作是开发更精确的模型。
另外，最简单易做的方案是提供一个掌握每个单独相组成的作用，同时为了获得下一代AHSS 钢，建议采用具有大量高强钢的复合显微组织，这些高强钢可能是马氏体、贝氏体或超细晶铁素体与高韧性奥氏体相组合，这些奥氏体在应变的作用下由奥氏体向马氏体转变时具有可靠的稳定性。
（a ） （b ）（a ）所研究的四种不同的奥氏体稳定性；（b ）对于不同的奥氏体稳定性的对应的预测力学性能组合，曲线上每一个数据点对应一个原始奥氏体比例，范围为0%～85%，其初始显微组织的残余物正在进行铁素体化。
第三代AHSSF+MA+M 奥氏体稳定性条件 伸长率% 抗拉强度/MPa（a）four different austenite stabilities were considered, labeled A through D;（b）predicted mechanical property combinations corresponding to the different austenite stabilities, each data point on a curve corresponds to an initial austenite fraction, considered ranging from 0% to 85%, with the remainder of the initial microstructure being ferrite.图3 奥氏体稳定性对所预测的力学性能组合的影响Fig.3 Effect of austenite stability on predicted mechanical property conbinations4第三代AHSS钢的研究进展目前正在进行的AHSS研究是在不明显增加合金量的条件下，相对于第一代AHSS钢，将强度和韧性增加到更高水平，或者目的是降低第三代AHSS钢的合金含量。
本文将在以下七个方面，对这些方案和研究进行探讨。
4.1 DP钢采用优化碳含量和/或临界退火温度来增加马氏体含量来稳定获得强度更大的双相钢。
以这种方式开发出来的DP780和DP980已经工业化生产。
采用特殊的热轧工艺获得的显微组织细化也可以达到强度增加的目的。
一种工艺是，应用变形诱导铁素体相变（DIFT），如图3所示。
DIFT研究方法包括由奥氏体到铁素体的应变诱导相变，该相变是在低于A c3的A r3之上约25～50℃区域进行轧制。
该方案现已成功生产出晶粒尺寸在1μm级的超细晶粒铁素体。
采用轧后特殊的冷却工艺以传统的DP钢成分，如0.06C-1.9Mn-0.16Mo，生产出了超细晶DP钢。
值得关注的一个现象是，超细晶DP钢可以通过更低的合金成分而不添加昂贵的Mo来获得。
另一个工艺是在珠光体精轧温度之下进行大应变（真应变最大为1.6）温轧而获得带有均匀弥散的、球化渗碳体颗粒的超细晶粒铁素体基体。
在随后进行临界退火处理时，所获得的1～2μm晶粒基本处于稳定状态。
以该方式获得的抗拉强度893MPa、伸长率为21%的超细晶DP钢己见报导。
然而，这些钢的性能仍处于第一代AHSS钢的区域内，这种组织细化的DP钢还不能够达到第三代AHSS钢的性能。