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。

一些开发战略已在工业中进行了一定程度的实施，或正在通过工业生产试验

进行评估，包括现在的热冲压件。通过比较一些开发钢种的机械性能，发现强度/塑性综合性能范围非常广泛，需要强调的是，对来自不同实验室的结果进行比对时，要认真考虑试样的几何尺寸。

通过回顾得出，利用一些合金和处理工艺完全可以生产第三代高强钢。但是在处理过程中应小心控制合金元素及含量、处理时间和处理温度；而且，为满足特殊的工艺要求，可能还需要对设备进行改造。另外要注意的是：随着基体强度进一步提高，边部拉伸、弯曲和剪切断裂、延迟裂纹等其他性能可能将在优化材料性能方面起到更重要的作用。