汽车用钢发展现状

汽车用钢发展现状

姓名：王艳雪

班级：金材10-1

学号：120103208012

摘要: 汽车工业发展推动冶金工业中汽车用钢板的发展, 汽车用钢板的发展反过来又促进汽车工业技术进步。针对汽车用钢板的质量要求, 本文对汽车用钢板的现状和发展趋势述评了。现代汽车用钢板主要有热轧钢板、冷轧钢板、涂镀层钢板和复合减震钢板。随着汽车减重、防腐、防噪声要求的不断提高, 节能和环保是现代化汽车发展的主要趋势, 降低油耗、减少废气等已成为汽车工程界主攻的方向。因此汽车用钢板的发展趋势是高强度、深冲压性良好、涂镀层钢板和减震钢板。

关键词: 汽车; 钢板; 热轧板;冷轧板；涂镀层；复合减震钢板；特殊钢

汽车工业是影响国民经济发展、技术进步和社会现代化的支柱产业,具有重要地位,我国明确提出要加速发展汽车工业。汽车工业的发展与钢铁材料是密不可分的,汽车制造行业是薄钢板的最大用户,为了降低油耗,节约能源,汽车要向轻量化发展,因此对汽车用钢板提出了越来越高的要求。同时汽车钢板又应满足汽车舒适、美观、防腐等各项要求,下面就汽车用钢板的现状加以论述。

1国内汽车用板的特点及需求状况分析

同国外使用的汽车板品种相比,国内汽车板的品种相对落后,主要以低碳铝镇静钢为主,而代表汽车板发展趋势的高强度和镀锌钢板使用比例较少。WTO 的加入进一步加快了国内汽车工业的发展,车型更新周期越来越短,生产量也逐年增大,特别是轿车。与此同时,国内轿车用汽车板的要求也逐渐与国际的接轨。如一汽奥迪A6、上海大众B5、上海通用的Buick 轿车及一些家用轿车等就大量采用了高强度、镀锌钢板以及激光拼焊板等。

进入新世纪,伴随世界经济的一体化,中国的汽车市场已经成为国际竞争的舞台, 世界各大汽车厂家通过与中国企业合作,已纷纷跨进中国轿车市场。引进车型的种类繁多导致了汽车板标准、规格和品种需求的多样化如大众系列轿车用钢板采用德国标准,品种涉及热镀锌、电镀锌和高强度钢板等,最宽达1800 mm,最厚达4 mm;富康轿车用钢板采用法国标准,以热镀锌为主;夏利轿车用钢板采用日本标准,以热镀锌合金化为主;切诺基吉普车用钢采用美国标准,热镀锌和热镀锌合金化并用。经过多年的演变,目前各国轿车都有各自的轿车用钢体系,而我国还未形成一个统一的汽车板标准。国内汽车板的这一特点大大增加了钢厂供应的难度,特别是在使用量不大的情况下。根据对中国汽车需求量的预测,在今后的10～15年,热轧板将主要用在载货车上,占全部消耗量的85%左右, 其中以轻型载货汽车的消耗量为最大,占50%左右。轿车的消耗量虽较小,但今后的增幅较快, 主要是由于轿车的需求量将大幅度增加,且对热板的要求较高。商用车中, 轻型、微型车和轿车用板占热板消耗量的65% 左右,是热板消耗的主要车种, 且对热板的质量要求也较其它车种高。冷板在商用车中的载货汽车、客车及轿车上的消耗量基本上各占1/3。其中轿车的冷板消耗量增长较快。到2015年,将占冷板消耗量的35%。考虑到统计的因素, 轿车的冷板消耗量将占50%左右。在商用车中、轻型、微型车和轿车的冷板消耗量将占主导地位,约占85%左右,是冷板消耗的主要车种,且对冷板质量和性能的要求也较高,特别是轿车用钢板。

1汽车用钢板种类

1.1 汽车用热轧钢板

热轧高强度钢板多用于车架等承受应力较大的零件、不同车型的纵横梁等, 此类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% 。因此既要有较高的强度, 又要有较好的成形性。一般汽车用热轧钢板最高强度为500MPa, 虽然添加Nb、Ti等微合金元素可提高其强度, 但对成形性有影响, 从而限制了它的应用,目前为了提高强度水平, 开发了双

相钢和TRIP钢。

1.1.1双相钢（高强度钢）

铁素体-马氏体复合组织钢板又称双相钢板,其特点是在细小的铁素体基体上分布大约15%的硬相,并通过固溶原子进一步强化。其生产工艺是在轧制钢板时,在铁素体和奥氏体的双相区停留一段时间,有相铁素体大量析出,剩余相奥氏体的C 浓度增加,然后采用快速冷却方法使奥氏体组织转变为马氏体组织。由于钢中主要是铁素体相,大约80%～90% ,其总延伸率较高,同时由于从奥氏体转变为马氏体时体积膨胀而引起周围部分形成位错,使屈服强度降低并具有良好成形性能铁素体- 马氏体复合组织钢板的抗拉强度在550～650MPa之间,新研制的马氏体复合组织热轧钢板最高强度为780MPa,延伸率为21%。

1.1.2 TRIP钢（高强度钢）

由于成形性的限制,双相钢无法达到800MPa的强度水平,为满足更高强度的需求,并解决强度与塑性矛盾,开发了相变诱导塑性钢,简称TRIP钢，TRIP钢是作为高延伸性高强度钢板的希望之星而登场的。TRIP钢的成分以C-Mn-Si合金系统为主,其成分特点是低碳、低合金化和钢质纯净。其生产工艺是在热轧时,采用双相区临界退火和贝氏体转变区保温的热处理工艺得到具有铁素体、贝氏体和约10%的残余奥氏体三相组织,具有10% 的残余奥氏体的热轧钢板在加工成型时,残余奥氏体逐渐转变为马氏体组织,由于硬化克服了局部变形提高了总延伸率。高强度来自于马氏体、贝氏体和合金元素固溶强化的共同贡献。TRIP钢性能变化范围为: 屈服强度340MPa～860MPa,抗拉强度610MPa10～80MPa,延伸率22%～37%。

现在, 除了继续开发DP 和TRIP 钢板之外, 不少国家都在大力开展对超细晶粒钢的开发: 不依赖于合金元素的添加, 而是从再循环和节约资源的角度, 尽可能将普碳钢的组织细化而将之高强度、高韧性化。

表1 高强度热轧钢板

强度水平, MPa 钢种特点(强化机理)

4 00 ~

5 0 0

5 50 ~

6 0 0

6 00 ~ 6 5 0 ~ 8 0 0 高强度低合金钢

C一Mn 钢

双相钢

T R IP 钢

含妮或钦, 细小单相铁素体组织, 析出强化

双相铁家体一贝氏体组织, 良好的卷边塑性

双相铁素体一马氏体组织, 由形变硬化特性导致的良好成形性

三相铁素体一贝氏体一奥氏体组织, 改善形变硬化和成形性

1.2汽车用冷轧钢板

冷轧高强度钢板,主要用于车体内外板,一般对冲压成形性、表面质量、板形及尺寸公差等均有较高要求。汽车用冷轧钢板的发展是围绕提高钢的深冲性能和强度而开展的。

1.2.1高强度IF冷轧钢板（超成形性钢）

轿车外表面用钢板要求具有高强度,防止冲压时开裂,同时还要求具有高的r值和n值,以保证成型后具有光滑的表面。IF钢即无间隙原子钢,其碳含量在0.01%以下,钢中的碳和氮由钛和铌来固定,使钢中几乎不存在间隙固溶原子。IF钢在加工时具有良好的深冲性,其r值通过增加退火后{ 1,1,1}织构来提高,同时IF钢具有低屈服点、低屈强比、超深冲性能,良好的延展性能和非时效性。高强度IF钢是在IF钢中加入磷和硅或锰硬化的IF钢,其不仅具有良好的机械性能,而且具有良好的抗二次加工脆性、化学处理性和合金化镀锌适应性。

在IF钢中根据添加的微合金元素的不同,可将IF钢分为Ti-IF钢、Nb-IF钢和( Ti+Nb)-IF