汽车钢板及应用(冷轧及涂层钢板篇)
冷轧薄钢板用途
冷轧薄钢板用途冷轧薄钢板这玩意儿可太神奇啦,就像个超级百变星君呢!它可以用来做汽车外壳,嘿,你想啊,汽车要是没有这冷轧薄钢板,那就跟人没穿衣服满街跑似的,羞羞脸啦。
冷轧薄钢板就像汽车的铠甲,帅气又结实,保护着汽车里面那些复杂的零件,就像忠诚的卫士一样,风吹雨打都不怕,还能让汽车看起来超酷,在马路上风驰电掣的时候就像个移动的时尚堡垒。
做家电也是冷轧薄钢板的拿手好戏。
比如说冰箱,它就像是冰箱的皮肤,把那些制冷的宝贝零件都包在里面。
没有冷轧薄钢板的冰箱,就像个没有外壳的大冰块,到处漏水还不能好好保鲜食物。
有了冷轧薄钢板,冰箱就可以挺胸抬头地站在厨房里,任你把各种食物塞进去,就像个永远不会喊累的大管家。
在建筑行业里,冷轧薄钢板就像建筑的骨骼外面那层灵活的肌肉。
它可以用来做屋顶的一部分,要是屋顶没有它,那下雨的时候屋里就跟水帘洞似的,雨滴就像调皮的小猴子到处乱窜。
有了冷轧薄钢板,屋顶就稳稳当当的,像个坚强的保护伞,把房子里的一切都护得好好的。
做办公用品的时候,冷轧薄钢板就变身成办公桌的骨架啦。
想象一下,没有它的办公桌,那就是个软趴趴的家伙,纸啊笔啊放上去就像掉进了沼泽地。
而有了冷轧薄钢板,办公桌就像个精神抖擞的小战士,整整齐齐地承载着办公的家伙事儿。
对于那些储存东西的柜子,冷轧薄钢板就是柜子的坚实后盾。
要是没有它,柜子就像个纸糊的一样,轻轻一推就散架了。
有了冷轧薄钢板,柜子就像个坚固的小城堡,不管你是把衣服还是文件塞进去,它都能稳稳地装着,就像个百宝袋一样。
在制造机械的时候,冷轧薄钢板是机械的贴身护甲。
就像超级英雄的战衣,没有它,机械那些精密的部件就赤裸裸地暴露在外面,随时可能受伤。
有了冷轧薄钢板,机械就可以信心满满地工作,不怕磕磕碰碰,就像个无畏的勇士。
制作灯具的时候,冷轧薄钢板就像灯具的保护罩。
如果没有它,灯泡就像个脆弱的小婴儿,稍微有点风吹草动就可能坏掉。
有了冷轧薄钢板,灯具就可以在黑暗中稳稳地发光,像个照亮世界的小太阳,冷轧薄钢板就是它坚强的护盾。
冷轧、涂镀产品汽车用钢基础知识(强化)
近似相应牌号
二、热镀锌、镀铝锌板材
一、热镀锌分类
• 热镀锌板卷是以热轧钢带或冷轧钢带为基板,经过
连续热浸镀锌工艺而生产出来的。经横切以矩形平板供 货的为热镀锌板;经卷取以卷状供货的热镀锌卷 • 热镀锌板卷因此可分为热轧镀锌板卷和冷轧热镀锌 板卷,它们主要用于建筑、家电、汽车、容器、交通及 家业等领域。特别是钢结构建筑、汽车制造、钢板仓制 造等行业。 • 它们的特点主要为:耐腐蚀强、表面质量好、得利 于深加工、经济实用等。 • 产品标准:执行企业标准/国标。
镀铝锌钢板耐热性
• 铝锌合金钢板具有良好的耐热性,
镀铝锌钢板经济性
• 因为55%AL-Zn的密度比Zn的密度小,所以 在重量相同和镀锌层厚度相同的情况下, 镀铝锌钢板比镀锌钢板的面积大3%以上。 (AI的密度:2.7g/cm3 Zn的密度: 7.14g/cm3)
钢种特性 低碳钢 无间隙原子钢 结构钢 低合金钢 无间隙原子钢 烘烤硬化钢 双向钢 相变诱导朔性钢 复相钢
什么是镀铝锌
• 镀铝锌钢板是日常生活中经常应用到的一 种重要的合金材料。
• 热镀铝锌钢板是以各种强度和厚度规格的 冷轧钢板为基材,在双面热镀一层AI-Zn镀 层所得到的预镀层钢板,镀层成份中的质 量%约55%AI、1.6%~2%的Si,其余成分为锌。 融合了AI的物理保护和高耐久性以及Zn的电 化保护特性,此外在表面具有高装饰性的 光亮银灰色泽及规则的花纹,并具浮凸感。
度≤900(MM)
6、汽车离合器摩擦片
• 牌号:BMCP84 注:84 为HRB硬度 • 用途:汽车离合器摩擦片用钢 • 宝钢一般生产规格:厚度:1. 5~3.0(MM); 宽度
900~1350(MM)
7、汽车底盘
• 牌号:ST12Q ;ST12Q1
汽车板材基础知识简介
汽车板材基础知识简介目录一、汽车板材概述 (2)1.1 汽车板材的定义 (2)1.2 汽车板材的分类 (3)1.2.1 钢质板材 (5)1.2.2 非钢质板材 (6)1.3 汽车板材的应用领域 (7)二、汽车板材的生产工艺 (8)2.1 常用板材生产工艺 (10)2.1.1 热轧工艺 (11)2.1.2 冷轧工艺 (11)2.1.3 淬火工艺 (13)2.1.4 焊接工艺 (13)2.2 板材生产质量控制 (15)三、汽车板材的性能要求 (16)3.1 力学性能 (17)3.2 冲压性能 (18)3.3 焊接性能 (19)3.4 腐蚀性能 (20)3.5 其他性能 (22)四、汽车板材的检测与测试方法 (23)4.1 宏观检测 (24)4.2 微观检测 (25)4.3 力学性能测试 (26)4.4 冲压性能测试 (27)4.5 腐蚀性能测试 (28)五、汽车板材的选用与设计 (28)5.1 板材选用的原则 (30)5.2 板材设计要点 (31)5.2.1 板材厚度设计 (32)5.2.2 板材形状设计 (33)5.2.3 板材连接设计 (34)六、汽车板材的发展趋势 (36)6.1 轻量化趋势 (37)6.2 环保节能趋势 (38)6.3 高性能化趋势 (39)6.4 新材料应用趋势 (40)一、汽车板材概述汽车板材是汽车制造中不可或缺的重要材料,它不仅决定了汽车的外观,还直接影响着汽车的性能和安全性。
现代汽车广泛使用不同种类和厚度的板材,根据用途不同,这些板材可分为钢板、铝板等。
其中,主要用于车身结构件的板材主要是高强度钢板,这些板材既具有良好的机械性能,又能够有效减轻车身重量。
近年来,随着新能源汽车的发展,铝合金材料因其轻量化特点,在汽车制造中的应用也日益增多。
无论是传统燃油汽车还是新能源汽车,不同材质的板材应用,都在不断推动汽车工业的发展与创新。
此外,汽车板材的加工和制造技术也在不断提高,从传统的冲压工艺到现今的激光切割与成型技术,都极大地提升了汽车生产的效率和产品的质量。
汽车用钢板的品种
钢板是汽车的主要用材,按生产工艺分为热轧板和冷轧板,热轧板的厚度多在3mm以上,冷轧板在3mm以下。
目前,汽车车身生产中,特别是冲压生产中,使用得最多的是普通低碳钢板。
低碳钢板具有很好的塑性加工性能,其强度和钢度也能完全满足汽车车身的强度和钢度要求,同时能满足车身拼焊的焊接要求。
随着汽车向安全环保节能目标发展的要求,冶金企业和汽车生产厂还开发出高强度钢板、深冲钢板、镀层钢板等新型汽车用钢。
(1)低合金钢强度热轧钢板随着汽车向轻量化和节能方向发展,用高强度钢板生产汽车零件已成为发展趋势。
热轧高强度钢板在载货汽车上用量很大,约占载重车用热轧钢板总量的60-70%。
主要用于汽车车架纵梁、横粱,车厢的纵、横梁以及刹车盘等受力结构件和安全件。
经过多年的开发和应用研究,我国已形成锰钢或锰稀土系列,硅—钒钢、含钛钢系列和含钒钢系列。
含钛系热轧钢板含钛热轧钢板在汽车上的用量很大。
由于含钛钢板强度高,实际冲压性能好,不仅可大幅度降低汽车自重,同时,汽车使用寿命成倍提高。
钢中加入钛,既提高钢板的强度,又改变钢中硫化物夹杂的形态和分布。
含钛钢板的冲击韧度很高。
但热轧含钛钢也存在一些问题,一是钛对温度很敏感,当终轧后冷却速座控制不当,会导致含钛钢板的头、中、尾的强度波动大,形成强度分布的盆形曲线。
热轧含铌钢系列为节约合金元素,降低钢的生产成本,目前,国内外大量应用热轧含铌钢板。
铌的强化能力大于钛,由于钛优先与氮化合并与硫形成钛硫化合物,直接增加了钛在钢中的含量。
铌只是强化元素,要获得同级强度的钢板,钢中含铌量仅为含钛量的1/ 3左右,显示了含铌的优越性。
双相钢板其主要添加元素为Si、Mn、(Nb)、Cr。
已形成了Si-Mn系、Si-Mn-Cr 系和Si-Mn-Mo系,有540MPa、590MPa和640MPa三种强度级别材料,强度和延伸率都很高、延伸率好、屈服强度较低,更易变形,具有良好的冷成形性,其重要特性是具有优良的翻边性能,很适合冲压翻边性能良好的部件。
车用板材概述
车用板材Part one常用车用板材概述汽车用钢板从生产工艺特点划分为热轧钢板、冷轧钢板和涂镀层钢板;从强度角度可划分为:普通钢板(软钢板)、低合金高强度钢板(HSLA)、普通高强度钢板(高强度IF钢、BH钢、含磷钢和IS钢等)和先进高强度钢板(AHSS)等。
在以强度划分的钢板中,前两类钢种目前国内外应用均已趋于成熟;第三类钢种在国际上已批量商业化应用,国内也处于研制、试用(I S钢)和推广应用阶段;第四类钢种在国际上处于研制趋于成熟和推广应用阶段,国内处于研制起步阶段。
本文介绍了按工艺生产分类的热轧钢板,冷轧钢板和热涂成钢板。
重点介绍了热轧钢板。
一、热扎钢板生产,分类、牌号以及其特性汽车用热轧钢板主要用在载货用商用车上,占全部消耗量的85 %左右,其中以中、轻型载货商用车的消耗量最大、占 50 %左右。
★中轻型商用车、微型车和轿车占热板消耗量的 65 %左右,是汽车热轧板消耗的主要车种,且对热板的质量要求也较其他车种高。
★轿车的消耗量虽较小,但对热轧钢板的质量要求较高。
汽车热轧板的应用比例19%。
★按零件应用及用途:可分为梁用钢板、车轮钢板、桥壳钢板、传动轴管用钢板、弹簧钢板、不锈钢板、耐磨钢板等。
★按表面供货状态:可分为普通热轧钢板、热轧酸洗钢板、黑皮钢板及花纹钢板等。
(1)汽车热轧板主要分类按成分、组织、工艺等冶金特征:可分为碳素钢板(普通碳素钢板、优质碳素钢板)、低合金高强度钢板、双相钢板、TRIP 钢板、TWIP 钢板、贝氏体钢板、马氏体钢板、硅钢板等等。
(2)汽车热轧钢板相关检验及评价★缺口敏感系数:为比较各种材料对缺口敏感的程度,常进行缺口静拉伸试验。
缺口强度比 NSR=RmN/Rm ,NSR<1,对缺口敏感NSR> 1 缺口使材料的屈服强度或抗拉强度升,但塑性降低,“缺口强化”。
★动态疲劳性能:钢板的中值疲劳强度及p-S-N 曲线必须满足要求,尤其是中值疲劳强度。
影响钢板疲劳性能的因素很多,通常有钢质纯净度、杂质数量及形态、成分及组织均匀程度、表面质量、晶粒大小等。
冷轧高强钢用途
冷轧高强钢用途
冷轧高强钢是一种在冷轧工艺下制造的高强度钢材,其用途广泛。
以下是冷轧高强钢的几个常见用途:
1. 结构用途:冷轧高强钢常被用于建筑、桥梁、航空航天以及汽车等领域的结构件中。
由于其高强度和良好的可焊性,它可以用于制造高度要求强度和刚度的结构件,例如支撑梁、抗风柱、托架等。
在汽车工业中,冷轧高强钢可以用于制造车身和底盘的关键组件,提高车辆的安全性和稳定性。
2. 冷成型用途:冷轧高强钢具有良好的冷成型性能,因此常被用于制造各种冷成型件。
例如,它可以用于制造电器和电子设备中的外壳、散热器、电器接头等。
此外,冷轧高强钢还可以用于制造厨具、洗衣机、空调等家电产品的外壳。
3. 隔热用途:冷轧高强钢具有较低的导热性能,因此在一些特殊的场合中被用作隔热材料。
例如,它可以用于制造热水管道、热交换器以及核电站中的阻燃材料等。
4. 电力用途:冷轧高强钢可以用于制造高压电线杆、输电塔和输电线路的支架等。
由于其具有优异的强度和耐腐蚀性能,可以保证电力输送的稳定性和可靠性。
5. 汽车工业用途:冷轧高强钢在汽车工业中的应用越来越广泛。
由于其高强度和较低的重量,可以减轻整车重量并提高燃油效率。
冷轧高强钢可以用于制造车
身、底盘、车门、引擎罩等汽车零部件,提高汽车的安全性和耐用性。
总之,冷轧高强钢具有良好的力学性能和成形性能,所以其用途广泛。
除了上述提到的几个应用领域外,冷轧高强钢还可以用于制造船舶、火车、机械设备等领域的零部件。
随着科学技术的不断发展,冷轧高强钢的应用范围还将不断扩大。
冷轧汽车板基本知识(讲课用).
冷轧汽车板基本知识0前言自从19世纪80年代第一辆汽车问世以来,汽车工业对其使用板材的品种、表面质量、机械性能、耐腐蚀性等各项要求在不断提高和完善。
特别是现在,随着能源、安全和环保等要求的日益增高,对汽车板的发展和应用也提出了更高的需求和挑战。
本文试就汽车用板中使用量最大的冷轧板发展和具体应用进行概述。
1 冷轧汽车板的质量要求通常汽车工业对所使用的冷轧钢板有如下要求:1)优良的成形性能,即:高的塑性应变比r值,高的均匀伸长率δu,高的总伸长率δt,低的屈服强度σs,低的时效指数AI和低的屈服伸长,以用于冲制复杂的汽车覆盖件。
2)优良的抗凹陷能力和足够的结构刚度,以避免在制造和使用中产生凹陷,特别是能在突发的冲撞事故中能最大限度地吸收能量,保护乘员的安全。
3)良好的焊接性能,保证零件有效的连接及焊点和焊点周边区域的强度和性能不发生大的变化。
4)优良的表面形貌和光洁程度,良好的喷涂性能和对油漆涂镀层的附着性能,以求表面美观。
5)高的耐蚀性能。
6)良好的板形和板面平直度,严格的尺寸精度和性能均匀性。
7)良好的吸声减振性,应用于部分零件,以减少汽车在行驶中的雷鸣效应。
由于冷轧汽车板的这些特殊质量要求,其生产工艺复杂、难度大,因此汽车板的生产厂家在实际生产中均采用了一贯制原则,即对冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火及涂镀等涉及的各道工序进行统一的生产计划和管理。
2 冷轧汽车板的发展2.1冷轧汽车板向超深冲方向发展一般将汽车用冲压钢分为三代产品,沸腾钢为第一代,产生和广泛应用于20世纪50~60年代;铝镇静钢为第二代,产生和广泛应用于60~80年代;无间隙原子钢(IF钢)为第三代,产生和广泛应用于80年代以后。
三代冲压用钢性能比较如表1所示。
s b沸腾钢180~190 290~310 14~48 1.0~1.2 约0.22铝镇静钢160~180 290~300 44~50 1.4~1.8 约0.22IF钢100~150 250~300 45~55 1.8~2.8 0.23~0.28 无间隙原子钢(IF钢)是深冲性最好的冲压用钢,也是今后深冲钢发展的方向。
冷轧汽车板简介、相关情况和形成性能
❖ 析出强化: 390、440、490、540、590;内板
❖ 固溶+析出强化: 490、540、590;加强部件、支柱
❖ 组织强化(马氏体系): 390~1470、390BH、440BH、490BH、540BH、590BH;轻加工内 板、结构部件、加强部件
涂镀层汽车板
❖ 汽车工业对汽车用板的耐腐蚀性要求不断提高,镀层钢板的 使用量不断增多。由于汽车车体耐蚀规定变得更加严格,近 年来发达国家汽车涂镀层钢板的用量急剧上升,已达到薄板 用量的2/3以上(部分车型接近100%)。目前,发达国家各 类涂层板的生产量约占冷轧钢板生产量的60%~80%,新增 汽车板的生产能力基本上为涂镀层钢板。
双相钢
双相钢是低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到 的主要由铁素体(F)+少量(体积分数<20%)马氏体(M)组成的高强度钢。这是20 世纪70年代中期发展起来的一种新材料。双相钢的研究与应用,是低碳合金 领域的重大发展之一。双相钢因其具有良好的强塑性匹配及冷变形性能,而用 于汽车冲压件。
双相钢是通过在钢中添加适量的锰、铬、硅等提高淬透性的元素,使钢 在α+γ两相区加热,并控制冷却速度而得到双相组织如马氏体加铁素体的钢种。 其强度由硬质相的百分数来决定。这个原理对冷轧和热轧双相钢均适用。因连 续退火均热温度范围广和冷却速度快,所以冷轧+连续退火工艺比热轧工艺更 好。因此热轧双相钢的强度范围被限制在600-800MPa,而冷轧双相钢的强度 范围是400-1000MPa。
2010年国内汽车用板需求量预测
序号 1 2 3 4 4.1
冷轧带钢在汽车生产应用及发展
冷轧带钢在汽车生产应用及发展摘要冷轧带钢作为一种重要的金属材料,在汽车制造领域中具有广泛的应用。
本文将介绍冷轧带钢在汽车生产中的应用和发展现状。
首先,我们将介绍冷轧带钢的基本概念和特性;然后,我们将探讨冷轧带钢在汽车制造中的应用领域,包括车身结构、汽车零部件和发动机系统;最后,我们将分析冷轧带钢在汽车生产中的发展趋势和挑战,并指出未来的发展方向。
1. 冷轧带钢的概述冷轧带钢是通过冷轧工艺将热轧钢卷经过多道次的压下和拉拔而成的钢带。
与热轧钢相比,冷轧带钢具有更高的平整度、更好的表面质量和更窄的尺寸公差。
冷轧带钢可以根据其成分和性能分为各种不同的牌号和种类,以满足不同应用领域的需求。
2. 冷轧带钢在汽车制造中的应用2.1 车身结构冷轧带钢在汽车车身结构中扮演着重要的角色。
由于其优异的强度和韧性,冷轧带钢可以用于制造车身的承重部件,如前后车身梁、门柱和地板梁等。
此外,冷轧带钢还可以用于制造车身的非承重部件,如车门、车顶和车尾门等。
2.2 汽车零部件冷轧带钢在汽车零部件中也有广泛的应用。
它可以用于制造各种结构件,如悬挂系统的弹簧片和减震器片,制动系统的制动片和制动鼓,以及传动系统的离合器板等。
冷轧带钢还可以用于制造汽车的管道系统和连接件。
2.3 发动机系统冷轧带钢在汽车发动机系统中也起着重要的作用。
它可以用于制造发动机缸体、曲轴箱、活塞、连杆和气门等关键部件。
冷轧带钢由于其高强度和良好的耐磨性,可以提高发动机的性能和可靠性。
3. 冷轧带钢在汽车生产中的发展趋势和挑战3.1 发展趋势随着汽车制造技术的进步和对车辆性能要求的不断提高,冷轧带钢在汽车生产中的应用将继续增加。
未来的发展趋势包括提高冷轧带钢的强度和韧性,增加其可焊性和耐腐蚀性,减小材料厚度和重量,以及提高生产效率。
3.2 挑战和解决方案冷轧带钢在汽车生产中面临着一些挑战。
首先,为了提高冷轧带钢的强度和韧性,需要开发新的合金设计和处理工艺。
其次,冷轧带钢的可焊性和耐腐蚀性也需要进一步提高。
汽车钢板的性能要求及钢板种类
汽车钢板的性能要求及钢板种类汽车钢板是用于制造汽车车身或重要汽车零部件的钢材。
为了满足汽车的性能和安全要求,汽车钢板需要具备一系列特定的性能和质量要求。
本文将就汽车钢板的性能要求和常用的钢板种类进行介绍。
一、汽车钢板的性能要求1.强度和延展性:汽车钢板需要具备足够的强度来承受车身和零部件的载荷。
同时,钢板还应具备较高的延展性,以便在碰撞时能有效地吸收能量,保护乘客的安全。
2.疲劳性能:汽车钢板在使用过程中会经历循环的应力,因此需要具备良好的疲劳性能,以防止材料因长期的应力作用而出现断裂。
3.焊接性能:汽车钢板常需要进行焊接,因此钢板需要具备良好的焊接性能,包括焊缝强度和焊接变形控制等方面。
4.耐腐蚀性:汽车钢板暴露在各种环境条件下,需要具备较高的耐腐蚀性,以延长汽车的使用寿命。
5.表面质量:汽车钢板的表面应光滑平整,不应有划痕、氧化和变色等缺陷,以确保车身外观的质量和美观度。
6.成本和可加工性:汽车钢板在制造过程中需要易于加工,同时应具备较低的成本,以促使整个汽车制造过程的经济性。
二、汽车钢板的种类1.结构用钢板:结构用钢板主要是用于制造汽车车身和车身零部件。
根据不同的要求,结构用钢板可分为高强度钢板、超高强度钢板和高强度冷轧复合钢板等。
-高强度钢板:高强度钢板具有较高的强度和延展性,通常用于制造车身的重要零部件,如A柱、B柱、搁板等。
-超高强度钢板:超高强度钢板具有更高的强度和延展性,主要用于制造车身的关键部位,如危险区域的保护结构。
-高强度冷轧复合钢板:高强度冷轧复合钢板通过将不同材料的钢板复合而成,可以在保持较高强度的同时,增强钢板的延展性和耐腐蚀性。
2.饰面用钢板:饰面用钢板主要应用于汽车外部的饰面部件,如车身侧板、车顶等。
这种钢板需要具备良好的外观效果和表面质量,以满足汽车的外观要求。
-镀锌钢板:镀锌钢板主要通过在钢板表面镀上一层锌,提高钢板的耐腐蚀性。
-彩涂钢板:彩涂钢板则在钢板表面涂覆一层彩色涂料,以实现不同颜色和外观效果。
车用板材概述
车用板材Part one常用车用板材概述汽车用钢板从生产工艺特点划分为热轧钢板、冷轧钢板和涂镀层钢板;从强度角度可划分为:普通钢板(软钢板)、低合金高强度钢板(H SLA)、普通高强度钢板(高强度IF钢、BH钢、含磷钢和IS钢等)和先进高强度钢板(AHSS)等.在以强度划分(de)钢板中,前两类钢种目前国内外应用均已趋于成熟;第三类钢种在国际上已批量商业化应用,国内也处于研制、试用(IS钢)和推广应用阶段;第四类钢种在国际上处于研制趋于成熟和推广应用阶段,国内处于研制起步阶段.本文介绍了按工艺生产分类(de)热轧钢板,冷轧钢板和热涂成钢板.重点介绍了热轧钢板.一、热扎钢板生产,分类、牌号以及其特性汽车用热轧钢板主要用在载货用商用车上,占全部消耗量(de)85 %左右, 其中以中、轻型载货商用车(de)消耗量最大、占 50 %左右 .★中轻型商用车、微型车和轿车占热板消耗量(de) 65 %左右,是汽车热轧板消耗(de)主要车种,且对热板(de)质量要求也较其他车种高 .★轿车(de)消耗量虽较小 , 但对热轧钢板(de)质量要求较高 .汽车热轧板(de)应用比例19%.★按零件应用及用途:可分为梁用钢板、车轮钢板、桥壳钢板、传动轴管用钢板、弹簧钢板、不锈钢板、耐磨钢板等 .★按表面供货状态:可分为普通热轧钢板、热轧酸洗钢板、黑皮钢板及花纹钢板等 .(1)汽车热轧板主要分类按成分、组织、工艺等冶金特征:可分为碳素钢板(普通碳素钢板、优质碳素钢板)、低合金高强度钢板、双相钢板、TRIP 钢板、TWIP 钢板、贝氏体钢板、马氏体钢板、硅钢板等等 .(2)汽车热轧钢板相关检验及评价★缺口敏感系数:为比较各种材料对缺口敏感(de)程度,常进行缺口静拉伸试验 .缺口强度比 NSR=RmN/Rm ,NSR<1,对缺口敏感NSR> 1 缺口使材料(de)屈服强度或抗拉强度升,但塑性降低,“缺口强化”.★动态疲劳性能:钢板(de)中值疲劳强度及p-S-N 曲线必须满足要求,尤其是中值疲劳强度 . 影响钢板疲劳性能(de)因素很多,通常有钢质纯净度、杂质数量及形态、成分及组织均匀程度、表面质量、晶粒大小等 .★成形性能:热轧钢板通常成形难度远小于冷轧钢板,成形性能一般通过屈强比、延伸率(主要考虑最大力均匀塑性延伸率Ag ,即均匀塑性延伸率)冷弯性能体现,对于高强塑积先进高强钢板,n值、r值也需考虑,如热轧奥氏体不锈钢、TWIP 钢、中/ 高Mn 第三代汽车钢等 .★厚度、宽度等尺寸规格符合常规,便于采购 .性价比高 .汽车热轧板选材需注意(de)几个方面,牌号精简及统一 . 集中采购-大趋势 .汽车热轧钢板介绍(3)碳素钢板:主要按冶金特征及零件用途进行钢板介绍.磷、硫等杂质外,不含其他合金元素(de)钢 .碳素钢(de)性能主要取决于含碳量.含碳量增加,钢(de)强度、硬度升高,塑性、韧性和可焊性降低.与其他钢类相比,碳素钢使用最早,成本低,性能范围宽 ,用量最大.①普通碳素钢板:对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量(de)限制较宽.每个钢板牌号按质量可分为A、B、C、D不同(de)等级 ,最少一种, 最多四种.代表牌号:Q235/SS400,常用于强度级别不高(de)汽车结构件及成形要求不高(de)冲压件 .②优质碳素钢板:和普通碳素钢板相比 ,硫、磷及非金属夹杂物含量较低 .根据含碳量不同,又分为:低碳钢板:碳含量小于0、25% , 代表牌号 08- - 08Al(SPHC-SPHD-SPHE-SPHF)10、20 钢等 ,具有很好(de)深冲性和焊接性 , 广泛用于冲压件及结构件 .典型金相组织分别为:铁素体+ 三次渗碳体 , 铁素体+少量珠光体 .③中碳钢板:碳含量~%, 代表牌号 35、45钢等,多用于汽车结构件,典型金相组织为铁素体+珠光体 .(4)低合金高强度钢板:汽车用热轧低合金高强度钢板,也称为F-P 型低合金高强度钢板,藉助添加合金元素而使钢得以强化,主要强化机制有细晶强化、析出强化、固溶强化等 .代表牌号:Q345 、355L 、380L等、常用于强度要求较高(de)汽车结构件及成形要求不高(de)冲压件.(5)微合金化高强度钢板:目前通常采用低C、化微合金化( 通过添加Nb 、Ti 、V等合金元素)及控轧控冷路线(de)低合金高强度钢板和微合金化高强度/ 超高强度钢板,主要强化机制有细晶强化,析出强化、固溶强化等 .代表牌号:500L、700L(SSABQStE700MC )等,目前主要用于强度级别高(de)汽车梁类零件及结构件 .典型金相组织:铁素体+析出碳化物+少量珠光体(或少量低碳贝氏体).(6)双相钢板:基体为软(de)铁素体,其上弥散分布硬质(de)岛状马氏体,两者分别确定材料(de)低(de)屈服强度和高(de)抗拉强度.代表牌号:DP590( 国内已应用于汽车车轮)、DP780及DP980( 国内正进行应用研究) .特点及应用:具有低(de)屈强比、高(de)加工硬化指数、高(de)烘烤硬化性能、没有屈服延伸和室温时效等特点.一般用于需高强度、高(de)抗碰撞吸收能且成形要求也较严格(de)汽车零件,如车轮、悬挂系统构件及支架/ 支撑板/ 加强板等加强件( 欧美日等已大量应用) .(7)TRIP 钢板(相变诱导塑性钢板):显微组织为铁素体、贝氏体和残余奥氏体,残余奥氏体含量不低于5% .成形过程中,残余奥氏体可相变为马氏体具有较高(de)加工硬化率、均匀伸长率和抗拉强度.相比同等抗拉强度(de)双相钢,具有更高(de)延伸率.代表牌号:TRIP590、TRIP780、TRIP980(国内正在开发中).特点及应用:TRIP钢具有高延伸率(de)本质是应变诱发残余奥氏体转变为马氏体 ,TRIP 钢(de)起始加工硬化指数小于 DP钢,但TRIP钢(de)加工硬化指数在很长应变范围内仍保持较高,特别适合要求具有高胀形性能(de)情况 .目前国内尚无汽车零件应用热轧 TRIP 钢板(de)报道,国外已有应用 .(8)TWIP 钢板( 孪晶诱导塑性钢板):塑性变形(de)主要机制是位错滑移,产生大量孪晶,从而导致TWIP钢非常强(de)加工硬化能力和非常大(de)延伸率.这种性能即使在高应变速率下仍然保持着,因此在撞击等高应变过程中,可以保证汽车非常高(de)安全性.代表牌号:TWIP980 .优点:WIP钢具有高强度、高塑性(强塑积达到60GPa%),碰撞吸能好,形好,减重效果明显.缺点:合金含量高,炼钢、连铸困难,轧制变形抗力大, 性能差,本较高,工业化困难,应用受限 .(9)贝氏体钢板( 高扩孔钢板):轧贝氏体钢有铁素体+贝氏体双相钢和贝氏体钢,主要添加元素为Si 、Mn 、Nb 、 Cr 等 , 显微组织为铁素体+贝氏体或单相贝氏体 .特点及应用:拉强度较高、凸缘翻边成形性优良,适合冲压汽车支撑部件类要求厚度较大、尤其是翻边性能良好(de)部件,如悬架摆臂、轮辐等 .(10)热轧马氏体钢板(耐磨钢板):显微组织主要为马氏体组织,硬度一般在360HBW以上,是目前商业化高强度钢板中强度级别最高(de)钢板.轧马氏体钢板目前主要用于有耐磨要求(de)汽车零件.马氏体钢板金相组织代表牌号:1) 瑞典SSAB公司(de)Domex We系列钢板及HarDOX 系列钢板 .2)宝钢耐磨钢板360A 等.特点及应用:强度、硬度高,耐磨性好.常用于自卸车车箱底板、边板或衬板等有耐磨要求(de)零部件 .二、冷轧钢板冷轧板是以为原料,在室温下在以下进行而成.是普通碳素结构钢冷轧板(de)简称,也称冷轧板,俗称冷板,有时会被误写成.冷板是由普通碳素结构钢热轧钢带,经过进一步冷轧制成厚度小于4mm(de)钢板.由于在常温下轧制,不产生氧化铁皮,因此,冷板表面质量好,高,再加之退火处理,其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板,在许多领域里,特别是家电制造领域,已逐渐用它取代热轧薄钢板.尽管汽车产量在高速增长,但中国目前是以中低档轿车、商务用车为主.在全球经济危机(de)影响下,从降低成本考虑,冷轧汽车板在汽车用钢中仍占有较大比重,主要品种有深冲(IF)钢系列、加磷高强钢系列、BH 钢系列、低合金高强钢系列等四大类型.(1)深冲 IF钢系列深冲 IF 钢由于具有良好(de)深冲性能和无时效性,广泛用于生产汽车中(de)复杂冲压件和外覆盖板,如轿车侧围板、轿车油底壳、门板、行李箱盖板等, 一般占轿车用冷轧钢板总量(de) 40%~60%. IF钢(de)含碳量极低,再通过添加微量(de) Ti、Nb 合金元素,形成微量碳氮化合物,避免了间隙固溶原子(de)存在,没有时效性.IF 钢系列冷轧板典型牌号为DC04、DC05、DC06.(2)加磷高强钢加磷高强钢兼具良好(de)成形性、较高(de)强度、良好(de)焊接性及耐腐蚀性等综合性能,其强度级别主要为 340MPa、390MPa、440MPa,用于中高档轿车(de)外覆件、冲压件、结构件等,一般占轿车用冷轧钢板总量(de) 10%~40%.其机理是在低碳或 IF 钢机体中加入适量(de) P,通过固溶强化而提高材料性能.典型牌号为 B170P、B210P、B250P、B220P2等.(3)BH钢BH钢板是为了克服高强度钢板屈服应力高、冲压成形性差(de)缺点而开发(de)一种汽车用钢板,具有良好(de)成形性与抗凹陷性能,主要用于中高档汽车外覆件和一些变形量较大(de)结构件,如轿车发动机盖、顶盖等.其机理是含有间隙固溶原子碳、氮(de)钢板经过预变形,导致机体内位错密度增加,随着涂漆烘烤(de)时效处理,碳、氮间隙原子在位错处聚集,钉扎位错,从而使强度提高.典型牌号为 BH340.(4)低合金高强钢低合金高强钢具有高(de)屈强比,有利于提高结构件(de)安全性,主要用于汽车内部结构件,如车门铰链加强板、车门防撞梁等.其机理是在低碳钢中添加少量(de)铌/或钛等合金元素,使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体机体上析出从而提高钢(de)强度,典型牌号为B340LA 等.三、涂镀层钢板在汽车制造过程中,涂镀层钢板要经过冲压成型、焊接、表面处理、涂漆、烘烤工序,因此汽车工业对涂镀层钢板有如下性能要求:1)、成型性:基板适合成型(de)要求,镀层附着力强、抗剥落、抗粉化;2)、耐蚀性:抗冬季道路撒盐(de)腐蚀,抗海洋性气候大气腐蚀;3)、涂漆性:磷化和电泳涂漆性能好;4)、焊接性:对电极损伤小、焊接参数范围宽;5)、表面质量:表面平整、镀层厚度均匀;6)、公差尺寸:板形平整,公差小.汽车车体使用(de)各类镀层板,主要包括热镀锌(热镀纯锌GI,合金化热镀锌GA等)钢板、电镀锌(电镀纯锌、电镀锌镍合金以及合金化电镀锌等)钢板和有机、无机涂镀层钢板等.1汽车用涂镀层钢板(de)主要品种涂镀层钢板(de)品种,根据涂镀材料加以区分.涂镀材料主要有Zn,Al', Sn,Ni等金属及合金和有机树脂.由这些材料在金属基板上构成单层或多层镀层.目前汽车用主要涂镀层板品种有镀锌板、镀铝钢板、镀铅钢板、镀锡钢板、镀铬钢板、涂层钢板.电镀锌板是汽车车身应用最多(d e)钢板,这是由于电镀锌对基体钢板(de)性能和表面影响小.同时,电镀锌还可用于单面镀,镀锌量易控制,镀层较薄,一般为一7 .51cm.目前,电镀锌板已部分被热浸镀锌和锌合金板取代.(1)镀锌板简介①纯锌镀层板纯锌镀层板中热镀锌板和电镀锌板是汽车中应用最多(de)镀层板品种,我国也在大量使用.提高热镀锌板(de)质量,主要是提高镀层粘附性、涂敷性、锌层均匀性及深冲性和最终板形.②Zn-Fe合金镀层板(GA)主要分为热镀锌板、电镀Zn-Fe合金板、蒸气镀Zn-Fe合金三类.该板(de)特点为涂漆后(de)焊接性和耐腐蚀性较纯锌镀板要好.GA板是由基板在镀锌后再进行扩散退火而生产(de),镀层是由扩散退火期间生成(de)Zn-Fe金属间化合物组成,所以其焊接性和耐腐蚀性较纯锌镀层好.GA板生产工艺简单,只需在连续镀锌生产线上增设I座扩散退火炉即可.③热浸镀锌铝板热浸镀锌铝板中具有代表性(de)为:①Galvalume热镀锌板.其镀层组织为Zn=A 1合金,表面光滑,具有优良(de)耐大气腐蚀性,其耐大气腐蚀性比同样镀层厚度(de)常规热镀锌板高2一6倍.②Galfan热镀锌板.其镀层组织具有双相结构特征,故较常规镀锌板腐蚀速度慢且均匀,主要优点是变形前后(de)耐腐蚀性不变.④电镀Zn-Ni合金板该板镀层较薄,但抗腐蚀能力高,镀层厚度为30盯衬(de)电镀Zn-Ni合金板比其它镀层较厚(de)镀锌板具有更好(de)耐蚀性、成形性和焊接性.⑤有机复合涂层板日本研制出一种新(de)可低温处理(de)有机复合薄膜(1 ptm)电镀Zn-Ni合金板.该板基本结构为在电镀Zn-Ni合金板上涂有两层保护膜,靠近基板(de)为铬酸盐膜,外面为有机复合膜.该板具有优异(de)耐腐蚀性、涂敷性、抗粉化性、焊接性和烘烤硬化性.(2)镀铝钢板(aluminium coated sheets)镀纯铝或含硅5~10%(de)铝合金(de)钢板能抗SO2、H2S和NO2等气体(de)腐蚀,抗氧化性和热反射性也很好.多用于制造汽车排气系统、加热炉(de)部件和用作建筑材料等.工业生产镀铝钢板有热镀法和电泳法两种. 70年代世界上镀铝钢板主要还是用热镀法生产,因为此法比较经济.为了提高镀铝板(de)耐蚀性和耐热性,美国近年研究生产Al-Zn-Si合金镀层钢板和Al-Ti合金镀层钢板.后者(de)耐热性相当409型不锈钢. 镀铅-锡合金钢板(terne coated sheets) 主要是指镀有含锡5~20%(de)铅-锡合金镀层(de)钢板.这种钢板具有优越(de)耐蚀性,特别是能抗石油制品(de)腐蚀,还有深冲成形(de)润滑性、可焊性等,广泛用于制作汽车油箱、电视机底盘等.Part two 板材成形工艺及其评价方法板料(de)冲压成形性能板料对各种冲压成形加工(de)适应能力称为板料(de)冲压成形性能.具体地说,就是指能否用简便地工艺方法,高效率地用坯料生产出优质冲压件.冲压成形性能是个综合性(de)概念,它涉及到(de)因素很多,其中有两个主要方面:一方面是成形极限,希望尽可能减少成形工序;另一方面是要保证冲压件质量符合设计要求.下面分别讨论.(一)成形极限在冲压成形中,材料(de)最大变形极限称为成形极限.对不同(de)成形工序,成形极限应采用不同(de)极限变形系数来表示.例如弯曲工序(de)最小相对弯曲半径、拉深工序(de)极限拉深系数等等.这些极限变形系数可以在各种冲压手册中查到,也可通过实验求得.依据什么来确定极限变形系数呢这要看影响成形过程正常进行(de)因素是哪些.冲压成形时外力可以直接作用在毛坯(de)变形区(例如胀形),也可以通过非变形区,包括已变形区(例如拉深)和待变形区(例如缩口、扩口等),将变形力传给变形区.因此,影响成形过程正常进行(de)因素,可能发生在变形区,也可能发生在非变形区.归纳起来,大致有下述几种情况:1.属于变形区(de)问题伸长类变形一般是因为拉应力过大,材料过度变薄,局部失稳而产生断裂,如胀形、翻孔、扩口和弯曲外区等(de)拉裂.压缩类变形一般是因为压应力过大,超过了板材(de)临界应力,使板材丧失稳定性而产生起皱,如缩口、无压边圈拉深等(de)起皱.2.属于非变形区(de)问题传力区承载能力不够:非变形区作为传力区时 ,往往由于变形力超过了该传力区(de)承载能力而使变形过程无法继续进行.也分为两种情况:1)拉裂或过度变薄;例如拉深是利用已变形区作为拉力(de)传力区,若变形力超过已变形区(de)抗拉能力,就会在该区内发生拉裂或局部严重变薄而使工件报废.2)失稳或塑性镦粗:例如扩口和缩口工序是利用待变形区作为压力(de)传力区,若变形力超过了管坯(de)承载能力,待变形区就会因失稳而压屈,或者发生塑性镦粗变形 .非传力区在内应力作用下破坏:非变形区不是传力区时,由于变形过程中金属流动(de)不均匀性,也可能产生过大(de)内应力而使之破坏.根据发生问题(de)部位不同,可分为:1)待变形区拉裂或起皱:例如在盒形件(de)后续拉深工序中,待变形区金属流入变形区(de)速度不一致,靠直边部分流入速度快,角部金属流入速度慢.在这两部分金属(de)相互影响下,直边部分容易发生拉裂,角部则容易沿高度方向压屈起皱.2)已变形区拉裂或起皱:如薄壁件反挤时,若金属从变形区流到已变形区(de)速度不均匀, 则速度快(de) 部位易因受附加压应力而起皱,速度慢(de)部位易受附加拉应力(de)作用而开裂.综上所述,不论是伸长类还是压缩类变形,不论问题发生在变形区还是非变形区,其失稳形式无非两种类型:受拉部位发生缩颈断裂,受压部位发生压屈起皱.为了提高冲压成形极限,从材料方面来看,就必须提高板材(de)塑性指标和增强抗拉、抗压(de)能力.(二)成形质量冲压零件不但要求具有所需形状,还必须保证产品质量.冲压件(de)质量指标主要是厚度变薄率、尺寸精度、表面质量以及成形后材料(de)物理力学性能等.金属在塑性变形中体积不变.因此,在伸长类变形时,板厚都要变薄,它会直接影响到冲压件(de)强度,故对强度有要求(de)冲压件往往要限制其最大变薄率.影响冲压件尺寸和形状精度(de)主要原因是回弹与畸变.由于在塑性变形(de)同时总伴随着弹性变形,卸载后会出现回弹现象,导致尺寸及形状精度(de)降低.冲压件(de)表面质量主要是指成形过程中引起(de)擦伤.产生擦伤(de)原因除冲模间隙不合理或不均匀、模具表面粗糙外,往往还由于材料粘附模具所致.例如不锈钢拉深就很容易有此问题.板料冲压成形性能试验(一)板料冲压成形性能试验方法板料冲压性能试验方法通常分为三种类型:力学试验、金属学试验(统称间接试验)和工艺试验(直接试验).其中常用(de)力学试验有简单拉伸试验和双向拉伸试验,用以测定板料(de)力学性能指标;金属学试验用以确定金属材料(de)硬度、表面粗糙度、化学成分、结晶方位与晶粒度等;工艺试验也称模拟试验,它是用模拟生产实际中(de)某种冲压成形工艺(de)方法测量出相应(de)工艺参数.例如 Swift(de)拉深试验测出极限拉深比LDR ;T ZP试验测出对比拉深力(de) T 值;Erichsen 试验测出极限胀形深度Er 值;扩孔试验测出极限扩孔率λ等.下面仅对板材简单拉伸实验进行介绍.(二)板材拉伸试验板材(de)拉伸试验也叫做单向拉伸试验或简单拉伸试验.应用拉伸试验方法,可以得到许多评定板材冲压性能(de)试验值,所以应用十分普遍. 由于试验目(de)不同,板材冲压性能评价用(de)拉伸试验方法和所得到(de)试验值均与为评定材料强度性能(de)拉伸试验有所不同.简单介绍如下:图拉伸实验试样试验设备:拉力试验机(机械式或液压式).试验时,利用测量装置测量拉伸力P与拉伸行程(试样伸长值)ΔL,根据这些数值作出s-d曲线.(图).试验可以得到下列力学性能指标:图拉伸曲线1)屈服极限ss或;2)强度极限sb;3)屈强比ss /sb;4)均匀伸长率du;5)总伸长率d;6)弹性模数E;7)硬化指数n;8)厚向异性指数g板料力学性能与冲压成形性能(de)关系板料力学性能与板料冲压性能有密切关系.一般来说,板料(de)强度指标越高,产生相同变形量所需(de)力就越大;塑性指标越高,成形时所能承受(de)极限变形量就越大;刚性指标越高,成形时抗失稳起皱(de)能力就越大.对板料冲压成形性能影响较大(de)力学性能指标有以下几项:1)屈服极限ss 屈服极限ss小,材料容易屈服,则变形抗力小,产生相同变形所需变形力就小,并且屈服极限小,当压缩变形时,屈服极限小(de)材料因易于变形而不易出现起皱,对弯曲变形则回弹小.2)屈强比ss/sb 屈强比小,说明σs值小而σb值大,即容易产生塑性变形而不易产生拉裂,也就是说,从产生屈服至拉裂有较大(de)塑性变形区间.尤其是对压缩类变形中(de)拉深变形而言,具有重大影响,当变形抗力小而强度高时,变形区(de)材料易于变形不易起皱,传力区(de)材料又有较高强度而不易拉裂,有利于提高拉深变形(de)变形程度.3)伸长率拉伸试验中,试样拉断时(de)伸长率称总伸长率或简称伸长率d.而试样开始产生局部集中变形(缩颈时)(de)伸长率称均匀伸长率du.du表示板料产生均匀(de)或稳定(de)塑性变形(de)能力,它直接决定板料在伸长类变形中(de)冲压成形性能,从实验中得到验证,大多数材料(de)翻孔变形程度都与均匀伸长率成正比.可以得出结论:即伸长率或均匀伸长率是影响翻孔或扩孔成形性能(de)最主要参数.4)硬化指数n 单向拉伸硬化曲线可写成s=Ke n,其中指数n即为硬化指数,表示在塑性变形中材(de)硬化程度.n大时,说明在变形中材料加工硬化严重,真实应力增加大.板料拉伸时,整个变形过程是不均匀(de),先是产生均匀变形,然后出现集中变形,形成缩颈,最后被拉断.在拉伸过程中,一方面材料断面尺寸不断减小使承载能力降低,另一方面由于加工硬化使变形抗力提高,又提高了材料(de)承载能力.在变形(de)初始阶段,硬化(de)作用是主要(de),因此材料上某处(de)承载能力,在变形中得到加强.变形总是遵循阻力最小定律,既“弱区先变形”(de)原则,变形总是在(de)最弱面处进行,这样变形区就不断转移.因而,变形不是集中在某一个局部断面上进行,在宏观上就表现为均匀变形,承载能力不断提高.但是根据材料(de)特性,板料(de)硬化是随变形程度(de)增加而逐渐减弱,当变形进行到一定时刻,硬化与断面减小对承载能力(de)影响,两者恰好相等,此时最弱断面(de)承载能力不再得到提高,于是变形开始集中在这一局部地区地行,不能转移出去、发展成为缩颈,直至拉断.可以看出,当n值大时,材料加工硬化严重,硬化使材料强度(de)提高得到加强,于是增大了均匀变形(de)范围.对伸长类变形如胀形,n值大(de)材料使变形均匀,变薄减小,厚度分布均匀,表面质量好,增大了极限变形程度,零件不易产生裂纹5)厚向异性指数g由于板料轧制时出现(de)纤维组织等因素,板料(de)塑性会因方向不同而出现差异,这种现象称塑性各向异性.厚向异性系数是指单向拉伸试样宽度应变和厚度应变之比,即:g=e b/e t 式中e b、e t——宽度方向、厚度方向(de)应变.厚向异性指数表示板料在厚度方向上(de)变形能力,g 值越大,表示板料越不易在厚度方向上产生变形,即不易出现变薄或增厚,g 值对压缩类变形(de)拉深影响较大,当g值增大,板料易于在宽度方向变形,可减小起皱(de)可能性,而板料受拉处厚度不易变薄,又使拉深不易出现裂纹,因此g值大时,有助于提高拉深变形程度.6)板平面各向异性指数 g。
冷轧带钢在汽车生产应用及发展
冷轧汽车板生产应用及发展孙力,刘大亮(河北钢铁集团唐钢冷轧厂,唐山063016)摘要:本文主要简述了冷轧用汽车板的性能、分类以及其根据性能在汽车上的使用部位,同时简要描述了针对汽车板性能所使用的一些重要模拟方法和处理技术.关键词:汽车板;处理技术;焊接The Application and Development of Cold-rolled Automobile PlateSun Li,Liu Da—liang(HBIS Group Corporation Tangsteel Company, Tangshan 063016)Abstract: This paper mainly outlines the performance and classification of cold-rolled automobile plate,and the plate used in the cars according to its performance. Briefly descried some important simulation methods and processing techniques are devoted to the capability of cold-rolled automobile plate。
The Key words: automobile plate, processing techniques,welding1.前言目前我国现已经成为第一大汽车生产国和汽车消费国,冷轧汽车板在冷轧产品中的地位也日趋加重,新的生产工艺和新的后处理技术得到迅猛发展。
市场对国产高品质冷轧板的需求量为8400万吨,与国内预计产能相比预计缺口达1000万吨以上,我国汽车用钢国产化率目前已达到90%以上,但中高档轿车钢板需大量进口,冷轧深冲板自给率只有65%左右。
在保持钢材板带比持续提高的前提下,高附加值的深加工冷轧板带产品显著增加,冷轧汽车用板的产量和质量水平很大程度上反映了一个国家钢铁工业总体技术水平的强弱。
汽车用钢材介绍
板材的有关实用知识一、钢板(包括带钢)的分类:1、按厚度分类:(1)薄板(2)中板(3)厚板(4)特厚板2、按生产方法分类:(1)热轧钢板(2)冷轧钢板3、按表面特征分类:(1)镀锌板(热镀锌板、电镀锌板)(2)镀锡板(3)复合钢板(4)彩色涂层钢板4、按用途分类:(1)桥梁钢板(2)锅炉钢板(3)造船钢板(4)装甲钢板(5)汽车钢板(6)屋面钢板(7)结构钢板(8)电工钢板(硅钢片)(9)弹簧钢板(10)其他二、普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号1、日本钢材(JIS系列)的牌号中普通结构钢主要由三部分组成:第一部分表示材质,如:S(Steel)表示钢,F(Ferrum)表示铁;第二部分表示不同的形状、种类、用途,如P(Plate)表示板,T(Tube)表示管,K(Kogu)表示工具;第三部分表示特征数字,一般为最低抗拉强度。
如:SS400——第一个S表示钢(Steel),第二个S表示“结构”(Structure),400为下限抗拉强度400MPa,整体表示抗拉强度为400 MPa的普通结构钢。
2、SPHC——首位S为钢Steel的缩写,P为板Plate的缩写,H为热Heat的缩写,C商业Commercial的缩写,整体表示一般用热轧钢板及钢带。
3、SPHD——表示冲压用热轧钢板及钢带。
4、SPHE——表示深冲用热轧钢板及钢带。
5、SPCC——表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国Q195-215A牌号。
其中第三个字母C为冷Cold的缩写。
需保证抗拉试验时,在牌号末尾加T为SPCCT。
6、SPCD——表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL(13237)优质碳素结构钢。
7、SPCE——表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL(5213)深冲钢。
需保证非时效性时,在牌号末尾加N为SPCEN。
冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号:退火状态为A,标准调质为S,1/8硬为8,1/4硬为4,1/2硬为2,硬为1。
冷轧汽车板的特性和实用要求
烘烤硬化钢: 烘烤硬化钢: 外覆盖件
汽车零件对钢板的使用要求
外覆盖件—低屈强比、高延展性、合适的烘烤硬化值、 外覆盖件—低屈强比、高延展性、合适的烘烤硬化值、 高表面质量、表面镀层 高表面质量、 复杂零件—超深冲性、高延伸率、 复杂零件—超深冲性、高延伸率、优良的成形性能 内部结构件—较高强度、低屈强比、 内部结构件—较高强度、低屈强比、良好成形性 安全结构件—高强度、高屈强比、 安全结构件—高强度、高屈强比、碰撞变形小 安全碰撞件—高强度、低屈强比、 安全碰撞件—高强度、低屈强比、良好成形性
关于汽车轻量化的应有认识
汽车轻量化是具有相同发动机排量与配置,满足同样碰撞安全与 噪声控制等性能要求的汽车自质量的比较,自质量小的汽车相对 自质量大的汽车称为汽车轻量化。 汽车轻量化是汽车节能减排的重要途径之一,一般讲自重减少 10%,燃油经济性提高6%--8%;我国汽车目前自质量相对国外同 类汽车重,轿车重8—10%,商用车重10%以上;考虑国际汽车发 展趋势,到2020年我国汽车相对2005年应减重30—35%,减重将 使平均单车油耗下降20—25%。 汽车轻量化是各种汽车都需要解决的问题,新能源汽车由于电池 重量比能量比燃油汽车低,更需要轻量化。
汽车工业发展带来的三大问题
汽车工业发展、汽车产量增多、汽车保有量的加大带来了三大问 题:油耗、环保和安全,针对这三大问题,各国都制定了相应的 法规; 20世纪70年代的两次石油危机,促进汽车工业提高了燃油经济性, 80年代中期以后,保护人类居住和赖以生存的环境又一次推动汽 车工业提高燃油经济性和排放。《BP世界能源统计2008》的数据, 2007年全球石油产量为8 150万桶,按照这一数字,全球石油储量 可满足40年的需求;目前美国53%依赖进口石油,欧洲高达76%, 日本几乎全部依赖进口,中国石油对外依存度接近50%。在各行 业的石油消耗中,汽车工业是耗油大户。
汽车钢板及应用(不锈钢板篇)
通常耐蚀性与304相当,但耐晶界腐蚀性优于304,可用于汽车排气系统。
常规性能与321相当,但耐晶间腐蚀性比321更高。
.18.
409L (022Cr11Ti)
超低碳铁素体型不锈钢,适用于耐中等氯化物的环境,高温耐蚀性及高温强度较好,焊接 性能优良,有磁性,常用于汽车排气系统、密封垫、衬垫、支架及板式换热器等零部件。
304 (06Cr19Ni10)
304L (022Cr19Ni10)
屈服强度 Rp0.2 MPa ≥205
≥205
≥205
≥175
拉伸性能 抗拉强度
Rm MPa
≥520
≥520
≥520
≥485
断后伸长率 A %
≥40
HBW ≤187
304Cu (06Cr18Ni9Cu2)
≥205
≥520
注:硬度值仅在拉伸性能无法测定时进行且只测定一种硬度值即可,如硬度试验未经协定,由需方选择适合的试验方法。
超低碳铁素体型不锈钢,耐蚀性优于430,耐晶间腐蚀性、加工性及焊接性能优良,有磁性。
马氏体型不锈钢代表钢种,硬度及强度较高,耐蚀性、加工性较好,有磁性,常用于有耐蚀性要求车架零件及 组合式车架。
硬度及强度高,耐蚀性好,有磁性,常用于汽车刹车片及有耐蚀性要求车架零件及组合式车架。
硬度及强度比420J1更高,耐蚀性好,有磁性,常用于汽车刹车片及有耐蚀性要求车架零件及组合式车架。
耐腐蚀性与304相当,但成形性优异,可用于有耐蚀性及极高成形性要求的零部件。
超低碳铁素体型不锈钢,适用于耐中等氯化物的环境,高温耐蚀性及高温强度较好,焊接性能优良,有磁性, 可用于有耐蚀及耐热性要求的支架类零件,如排气系统支架。
铁素体型不锈钢代表钢种,热膨胀率低,成形性及耐氧化性优良,有磁性,常用于汽车排气系统和板式换热器 的支架类零件。
汽车钢板及应用
5
一汽技术中心
某钢厂热轧酸洗生产流程:
6
一汽技术中心
某钢厂特钢生产流程:
7
一汽技术中心
钢板应用
钢板是工业和民用各领域应用最广泛的钢材之 一,配合切割、冲压、焊接、机加等加工工艺, 用以制造各种箱体或壳体、容器、覆盖件、管 材、机械零件等。
钢板也是汽车产品中应用最广泛和用量最大的 金属材料之一,主要应用在车身、车厢(箱)、 底盘及车轮等部件及总成上。据粗略统计,按 照汽车车型的不同,钢板的用量约占汽车钢材 用量的55-80%。
★相变强化:通过添加合金元素、低碳及冶炼铸造轧制冷却等工艺控制, 实现提高强度或综合提高强塑积的目的。强化方式以相变强化为主,典 型钢种:贝氏体钢、马氏体钢、F+B及F+M双相钢、(以金属变形前强化 为主); TRIP钢、QP钢、 1000MPa级-5%Mn第三代汽车钢、TWIP钢(以 金属变形过程中强化为主)等。
ULSAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ组织:
普通强度钢板:屈服强度<210MPa的热轧钢板; 高强度钢板(HSS): 210MPa ≤屈服强度≤550MPa的热轧钢板; 超高强度钢板(UHSS):屈服强度>550MPa的热轧钢板。
12
一汽技术中心
意大利:
普通强度钢板:普通碳素钢板、优质碳素钢板等; 高强度钢板(HSS):烘烤硬化钢、含磷钢和低合金高强度钢等; 超高强度钢板(UHSS):双相钢、铁素体-贝氏体钢和TRIP钢等。
板带产品使用性极强,有“万能钢材” 之称。
3
一汽技术中心
钢板(钢带)生产工艺流程:
采矿→选矿→烧结/球团→高炉炼铁→电/
转炉炼钢→炉外精炼→连铸/模铸→粗轧→
精轧→热处理→热轧钢板(卷)
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0.70
0.70~1.0
1.0~1.6
28
30
32
32
34
35
36
38
39
38
39
40
39
40
41
工艺பைடு நூலகம்能
n90
r 90
≥1.6
34
36
40
41
≥0.20
≥1.8
42
≥0.22
≥2.0
St12
SPCN1、SCP270A、FeP01、St12、08Al(GB 13237或5213)
St13
SPCN2、SCP270C、 FeP03、St13、08Al、SC1(GB 5213)
.21.
Q/CA M-23.9冷轧钢板及钢带技术条件 第9部分:相变诱导塑性冷轧钢板及钢带
牌号
屈服强度 抗拉强度
MPa
MPa
TR380/59 0
TR420/78 0
≥380 ≥420
≥590 ≥780
断后延伸率 A80%(
L0=80mm, b=20mm)
≥26
≥21
n90 ≥0.20 ≥0.15
TR380/590 TRIP 590T/380Y CR590T/380Y-TR TR420/780 TRIP 780T/420Y CR780T/440Y-TR
n TRIP钢具有高延伸率的本质是应变诱发残余奥氏体转 变为马氏体,同时相变引起的体积膨胀伴随着局部加 工硬化指数增加,使得变形很难集中在局部区域。同 DP钢相比,TRIP钢的起始加工硬化指数小于DP钢,但 是TRIP钢的加工硬化指数在很长的应变范围内仍保持 较高,特别适合要求具有高胀形性能的情况。
n DP钢比传统的高强钢有更高的初始加工硬化率,所以 有很低的屈强比,可以得到很大的延伸。DP钢中固溶 较多的C,所以也是一种烘烤硬化钢,在经过烘烤涂漆 后,屈服强度提高约100MPa。
.18.
双相钢
n DP钢在车辆冲撞的高速变形中,表现出比普通高强钢 更高的强度,所以具有更大的冲击能吸收能力,有利 于提高车辆的安全性。主要组织是铁素体和马氏体, 其中马氏体的含量在5%~50%,随着马氏体含量的增 加强度线性增加,强度范围为500~1200MPa。
B240/390DP、SPCN390W、SPC390 B280/440DP、SPCN440W、SPC440
.16.
各向同性钢板(IS)
n 各向同性钢属于低碳微合金钢,该钢特点为具 有很低的平面各向性即Δr趋于零(一般在0.15~+0.15 之间)、高强度、高n值和成形性能 好等。强度级别按照屈服强度可分为220、250、 260、280和300MPa。
.13.
Q/CA M-23.4冷轧钢板及钢带技术条件 第4部分:高屈服强度冷轧钢板及钢带
牌号
LA260/350 LA300/380 LA340/420 LA380/440 LA420/590
屈服强度 MPa
≥260 ≥300 ≥340 ≥380 ≥420
抗拉强度 MPa ≥350 ≥380 ≥420 ≥440 ≥590
牌号
P170 P210 P250
σsMpa ≥170 ≥210 ≥250
力学性能 σbMpa ≥340 ≥390 ≥440
δ80 ,% ≥36 ≥32 ≥28
工艺性能 弯心直径D
d=0 d=0 d=0
P170 P210 P250
SPCN340P、SPC340HR、B170P1、170P1、BIF340 SPCN390P、SPC390HR、 B210P1、210P1 SPCN440P、SPC440HR、 B250P1、250P1
.22.
复相钢(Complex Phase 简称CP,Multiphase)
n 复相钢钢同TRIP钢的冷却模式类似,但是需要对化学 成分进行调整以形成强化马氏体和贝氏体的析出相, 强度范围为800~1000MPa。其组织特点是细小的铁素 体和高比例的硬相(马氏体、贝氏体),而且通过析 出强化而得到进一步的强化,含有Nb、Ti等元素,具 有高的冲击能量吸收能力和好的扩孔性能。
≥270 ≥340 ≥320 ≥360
断后伸长率 A80%( L0=80mm, b=20mm)
≥36
≥34
≥32
≥29
r90值
≥1.8 ≥1.6 ≥1.4
-
n90值
≥0.20 ≥0.18 ≥0.16
-
烘烤硬化性能 BH2 MPa
≥30 ≥30 ≥30 ≥30
H140 H180 H220 H260
SPC270BH、B140H1 B180H1、B180H2、BH340、SPCN340H、SPC270BH CR220BH、HC220B CR260BH、HC260B
n 满足复杂形状轿车冲压件性能要求。
.8.
含磷钢板(P)
n 利用磷在钢中的固溶强化作用进行强化。磷的 固溶强化作用很突出,相当于锰的10倍,硅的 7倍。磷在增加强度的同时,延伸率降低很少, 而且还具有较高的塑性应变比r值。
n 含磷钢板可以用来冲制一些形状比较复杂的汽 车冲压件。
.9.
Q/CA M-23.2冷轧钢板及钢带技术条件 第2部分:含磷高强度冷轧钢板及钢带
.10.
烘烤硬化钢板(BH)
n 包括IF钢烘烤硬化钢板和低碳烘烤硬化钢板两种。主要侧重于 IF烘烤硬化板。特点是钢板冲压成形前具有较低的屈服强度, 通过冲压成形后的涂漆烘烤工艺使钢板的屈服强度增加。BH 钢在具有良好的烘烤硬化性的同时,还必须保证在一定时间内 具有常温非时效性,通常用时效指数AI表示,如果AI值小于 30MPa,可认为钢板在3个月内不会出现自然时效。
n BH钢可在不影响成形件形状稳定性的同时,提高钢板的抗凹 陷性,因此很适用于生产汽车外覆盖件。
.11.
Q/CA M-23.3冷轧钢板及钢带技术条件 第3部分:烘烤硬化高强度冷轧钢板及钢带
牌号
H140 H180 H220 H260
屈服强度 MPa
≥140 ≥180 ≥220 ≥260
力学性能
抗拉强度 MPa
.6.
Q/CA M-23.1冷轧钢板及钢带技术条件 第1部分:冷冲压用冷轧钢板及钢带
牌号
St12 St13 St14 St16 St17
σsMpa
≤260 ≤240 ≤210 ≤190 ≤180
σb MPa
270~410 270~370 270~350 260~350 250~350
力学性能 δ80 ,% 不小于 公称厚度 ,mm
.24.
TWIP钢(TWinning Induced Plasticity,简称TWIP)
n 所谓TWIP,意即孪晶诱导塑性。TWIP钢是以Fe、Mn 为主的纯奥氏体碳钢,采用Mn可以扩大奥氏体相区, 添加C不仅可以稳定奥氏体,而且可以利用C固溶强化 奥氏体。通过控制Mn(17-24%)和C(0.5-0.7%)的 含量,可以得到最好的力学性能。
牌号
St240 St280
σs Mpa
240-380 280-420
σb MPa
≥390 ≥440
(δ%)L0=50mm,b=25mm 公称厚度 mm
0.60~<1.0
1.0~< 1.6
1.6~ ≤2.0
≥29
≥31 ≥33
≥26
≥28 ≥30
180°冷弯 试验
b≥20mm
d=0a d=0a
St240 St280
.20.
相变诱导塑性钢(Transformation Induced Plastic 简称TRIP)
n TRIP钢是近10多年才商业化开发的钢种,主要成分是 C、Si和Mn,包括热轧、冷轧、电镀和热镀锌产品。 主要组织是铁素体、贝氏体和残余奥氏体,其中残余 奥氏体的含量在5%~15%,强度范围为600~800MPa。
n 各向同性钢主要用于汽车外板,主要在欧洲系 列车型上使用较多,日系汽车很少使用。
.17.
双相钢(Dual-Phase简称DP)
n DP钢是以Si、Mn为主要合金成分的低成本钢材。在连 续退火过程中,首先加热到760-830℃的铁素体+奥 氏体两相区,使其组织为一定比例的铁素体和奥氏体。 此时令钢材淬火到马氏体点以下,则奥氏体转变为马 氏体,导致所谓的“双相组织”。DP钢基体为软的铁 素体,在其上分布硬质的马氏体,两者分别确定材料 的低的屈服强度和高的抗拉强度。
牌号
DP590 DP780 DP780G DP980
DP590
σs Mp
a
σb MPa
≥340 ≥400 ≥500 ≥580
≥590 ≥780 ≥780 ≥980
S P C N 590 Y、 SPC590DU
(δ%)L0=50mm, b=25mm
≥16 ≥12 ≥10 ≥9
DP780 DP980
S P C N 780 Y SPC780DU S P C N 980 Y SPC980DU
St14
SPCN3、SCP270D、 FeP04、St14、08Al、SC1 (GB 5213)
St16
SPCN4、SCP270E、 FeP05、BSC2、SC2 (GB 5213)
St17
SPCN5、SCP270F、 FeP06、BSC3、SC3 (GB 5213)
.7.
高强度IF钢板
n 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(通过低温大压下量的热轧过程和轧后立即 进行加速冷却,得到细晶的铁素体,以及大压 下率冷轧和高温退火,得到需要的织构和高成 形性能),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。
n TWIP钢的最大特点是强塑积高,可以达到50000Mpa%, 为TRIP钢的2倍以上。TWIP钢可以象DDQ级冲压板一 样,冲压出复杂形状零件,但强度却要高出2~5倍;其 抗拉强度与热处理钢相当,而塑性却较热处理钢高10 倍以上。