汽车用先进高强度钢的种类、应用及其市场现状

放大  缩小 日期:2020-05-14     来源:汽车材料网整理    评论:0      
核心提示:【汽车用钢】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。汽车制造商对钢铁材料的性能和成本提出了更高的要求,汽车
汽车用钢】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。汽车制造商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,AdvancedHighStrengthSteel)的研发与生产就显得特别迫切。由于先进高强钢更好地适应了汽车业减重节能的发展趋势,尽管目前的使用有限,但前景被普遍看好。先进高强钢产线投产进入高峰期。
汽车用钢

这类钢是通过相变组织强化来达到高强度,包括如下种类:
(1) 双相(DP)钢
DP钢板的主要组织是铁素体和马氏体,其中马氏体的含量在5%~20%,强度为500~1200MPa。 双相钢具有低屈强比、高的加工硬化指数、高烘烤硬化性能、没有屈服延伸和室温时效等特点。DP钢一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且也有一定成形要求的汽车零件,如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等。双相钢的基本成分为C和Mn,有时为了提高淬透性还添加一-定量的Cr和Mo。
(2) TRIP 钢
TRIP钢包括热轧、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%,强度为600~800MPa。TRIP钢具有高延伸率,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,特别适合胀形成形。TRIP钢的主要成分是C、Si和Mn,其中Si的主要作用是抑制贝氏体转变时渗碳体的析出,但对于钢板表面质量不利。
(3)复相(CP) 钢
CP钢同TRIP钢的组织类似,只是CP钢中含有马氏体而非残余奥氏体。通过马氏体和贝氏体以及析出强化的复合作用,CP钢的强度可达800~ 1000MPa,特别适合于车门防撞杆、保险杠和B立柱等安全零件。
(4)马氏体(M)钢
M钢的生产是通过高温的奥氏体组织快速淬火转变为板条马氏体组织,可通过热轧、冷轧连续退火或成型后热处理实现,是目前商业化高强度钢板中强度级别最高的钢种。主要用于成型要求不高的车门防撞杆等零件代替管状零件,减少制造成本。
(5) MnB钢
MnB钢或热成形钢主要含有Mn和B等元素,具有非常好的淬透性。热成形过程包括将毛坯件加热奥氏体化,然后在红热状态将钢板冲压成形,然后利用模具的冷却能力将零件淬硬成马氏体。整个成形过程约需要15~25s。由于先进高强钢(AHSS) 对冷却有较高的要求,机组冷却能力不足,就必须添加更多的贵重合金元素。这样既增加了成本和各工序的负荷又影响了产品最终的质量。表1所示为两种不同快冷方式的连续退火机组生产的先进高强钢(AHSS)的成分和工艺的对比,可见,由于冷却能力的不同,成分设计有很大差别。从成分看,快速淬火可以节约合金,对焊接的好处是显而易见的。
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表2为生产先进高强钢的工艺参数和产品特点。由于生产线的差异较大,成分设计的差别是非常大的。
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尽管先进高强钢的广泛应用仍然期待于未来,但蒂森一克鲁勃、新日铁和JFE等显然已经做好了充分的准备,表3为全球先进高强钢的可供货情况。
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来源:汽车材料网整理,作者:朱晓东,马朝晖,王利(宝钢股份公司研究院,上海, 201900)
 
 

 
 
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