剖析汽車用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼之發(fā)展趨勢

《剖析汽車用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼之發(fā)展趨勢》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、中國大陸汽車產(chǎn)業(yè)超高強(qiáng)度鋼之應(yīng)用分析金屬中心MII產(chǎn)業(yè)分析師楊瑞雯近年來，高強(qiáng)度鋼和先進(jìn)高強(qiáng)度鋼發(fā)展迅速，在汽車輕量化與安全性的提升方面發(fā)揮了重要的作用，也是現(xiàn)代汽車設(shè)計製造的主流，對減輕自身重量、提高燃油經(jīng)濟(jì)效能和節(jié)能環(huán)保尤其重要。由相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，汽車重量每降低10%,燃油消耗就可降低6?8%,二氧化碳之排放量也可降低5-6%o由於高強(qiáng)度鋼之使用，增加汽車的碰撞安全性，既能保證安全性又能實現(xiàn)輕量化，同時實現(xiàn)成本和效益最優(yōu)化，是汽車製造業(yè)極為關(guān)注的目標(biāo)。二?高強(qiáng)度鋼之定義與範(fàn)疇高強(qiáng)度鋼的分類主要按力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度）來分類，通常分

2、為低強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度鋼和先進(jìn)高強(qiáng)度鋼三類，如【圖1】所示o屈服強(qiáng)度小於210MPa（抗拉強(qiáng)度小於270MPa）的鋼稱為低強(qiáng)度鋼，例如IF鋼和軟鋼；屈服強(qiáng)度大於210MPa小於550MPa（即抗拉強(qiáng)度大於270MPa小於700MPa）的鋼稱為高強(qiáng)度鋼，像是C?Mn鋼、烘烤硬化鋼（BH鋼）、高強(qiáng)度IF鋼；高強(qiáng)度低合金鋼（HSLA）;屈服強(qiáng)度大於550MPa（即抗拉強(qiáng)度大於700MPa）的鋼稱為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼，例如雙相鋼（DP鋼）、相變誘導(dǎo)塑性鋼（TRIP鋼）、複相鋼（CP鋼）、麻田散鐵鋼(M鋼)以及熱沖壓鋼。以相變強(qiáng)化為主的鋼板統(tǒng)稱為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板

3、，其強(qiáng)度範(fàn)圍500-1500MPa,這類鋼板具有高減重、高碰撞吸收能力、高成型性和低平面等各向優(yōu)點(diǎn)。另一種簡單的歸類即一般傳統(tǒng)的高強(qiáng)度鋼是指抗拉強(qiáng)度在290MPa?700MPa之間，700MPa以上就統(tǒng)稱為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS),高強(qiáng)度鋼材的使用區(qū)域包括A、B、C柱、前後防撞梁、前後車門內(nèi)部鋼樑、駕駛艙內(nèi)加強(qiáng)固件等等。0(％>)UOUZ6UOUJH1OJL0300600900TensileStrength(MPa)12001700701先進(jìn)高強(qiáng)度鋼與傳統(tǒng)鋼材比較資料來源：中鋼公司/金屬中心Mil由於鋁鎂合金性價比低，其關(guān)鍵力學(xué)性能與鋼鐵相

4、比也無明顯優(yōu)勢，因此採用高強(qiáng)度鋼板生產(chǎn)技術(shù)逐漸成為主流並蓬勃發(fā)展中，成為同時實現(xiàn)輕量化和提高碰撞安全性的最好途徑。其中又以熱沖壓成型技術(shù)所形成之鋼材性能最好，熱沖壓技術(shù)不僅有高強(qiáng)度比的優(yōu)點(diǎn)，且在高溫下材料成形性好，能消除回彈影響，零件精度高，成形品質(zhì)好。熱沖壓技術(shù)的發(fā)展是為了克服高強(qiáng)度鋼板冷成形的困難，熱沖壓製程中，需將鋼板加熱實現(xiàn)相變再沖壓成形並進(jìn)行淬火，從而獲得更高的強(qiáng)度、抗變形性與硬度，能夠成形抗拉強(qiáng)度高達(dá)1600-2000MPa的零部件，承受5噸以上的靜壓而不損壞。採用這種相對於超高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件，可明顯提高汽車的碰撞安全性，同時通過

5、減小壁厚或截面、減少汽車裝配環(huán)節(jié)中的零組件的數(shù)量尺寸，從而實現(xiàn)輕量化。正因為熱沖壓的技術(shù)優(yōu)勢，才使得高強(qiáng)度鋼熱沖壓技術(shù)正受到全球汽車廠商和鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的的青睞和極大關(guān)注。三、中國大陸超高強(qiáng)度鋼之應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r中國大陸汽車近年來產(chǎn)量及高強(qiáng)度鋼板的使用比例情況，2010年290~700MPa高強(qiáng)度鋼板的使用比例已經(jīng)達(dá)到了約28%、700MPa以上之先進(jìn)高強(qiáng)度鋼10%.熱沖壓鋼5%，但與國外相比差距仍較大?！緢D2】是2008年歐洲車體會議中幾款典型商業(yè)化車型用高強(qiáng)度鋼板情況，高強(qiáng)度鋼板的使用比例約47%-81%,其中一般高強(qiáng)度鋼板為43%~54%

6、,超高強(qiáng)度鋼板為2%?13%,熱沖壓比例約1076%。2004年開始，中國大陸高強(qiáng)度鋼板的使用比例快速提高，隨著汽車業(yè)競爭的加劇和汽車碰撞法規(guī)的日益完善，中國大陸汽車使用高強(qiáng)度鋼板的比例將進(jìn)一步提高，逐漸與國外接軌。中國大陸汽車合資企業(yè)的技術(shù)直接來源於國外母公司，高強(qiáng)度鋼應(yīng)用水準(zhǔn)與國外汽車企業(yè)保持了相近的水準(zhǔn)，因此在熱沖壓鋼之應(yīng)用也較廣泛，平均一臺車約使用22件熱沖壓汽車零件，而自主品牌汽車企業(yè)在高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用方面整體落後於國外汽車公司，但也開始進(jìn)行熱沖壓之研發(fā)與應(yīng)用，且逐步增加。最近兩年，中國大陸自主品牌汽車開發(fā)的有些新車型，高強(qiáng)度鋼占素

7、車體重量的比例已經(jīng)達(dá)到45%以上。圖2中國大陸汽車平均每車高強(qiáng)度鋼使用比例資料來源：金屬中心Mil四、結(jié)語由於環(huán)保意識抬頭，汽車輕量化與降低能耗成爲(wèi)各個閾家主要重視的議題，目前在歐美車款中，使用高強(qiáng)度鋼之比例約47%?81%，在中閾人陸，高強(qiáng)度鋼之使用情形也越來越廣泛，屮閾大陸目前已成功自主硏發(fā)高強(qiáng)度鋼熱成形自動化生產(chǎn)設(shè)備和各種關(guān)鍵技術(shù)，已能夠爲(wèi)中國汽車廠生產(chǎn)熱沖壓成形件，可望大幅降低生產(chǎn)成本並擴(kuò)大應(yīng)用市場。因此可預(yù)期未來在中國大陸汽車市場中，汽車結(jié)構(gòu)件所使用之高強(qiáng)度鋼的比例將越來越高'並且相關(guān)之加工成形技術(shù)也將伴隨著高強(qiáng)度鋼之使用越來越成

8、熟'使車身零組件大幅提高乘載能力、減輕重量、降低零件生產(chǎn)成本與提高生產(chǎn)效率，讓汽車輕量化之目標(biāo)加速實現(xiàn)，也成就中國大陸欲創(chuàng)造之汽車工業(yè)王國。