为什么先进高强度钢
和超高强度钢的未来前景光明?

独具创新性的新型高性能钢种正在迅速更新换代。它们除了在某些应用中比普通钢强度更强且表现出更高的安全性能外,还有助于减轻结构,以减少燃料消耗并最终实现更清洁的世界。
先进高强度钢(AHSS)和超高强度钢(UHSS)尤其对汽车行业的发展带来巨大助益,Docol®钢也在其中发挥着作用。如今,从座椅骨架、侧面碰撞防护部件和车顶梁一直到保险杠,先进高强度钢和超高强度钢的应用日益广泛,几乎世界上所有大型主机厂商的汽车部件中,都可以找到它们的身影。
Docol先进高强度钢的强度
Docol先进高强度钢的强度使得设计师能够在不影响结构性能的情况下使用更少的材料。双相钢和马氏体钢具有非常高的初始屈服强度。此外,它们在成型时具有显著的加工硬化效应以及涂装烘烤硬化效应。
在应变为2%时,加工硬化效应通常约为150MPa,而对于典型的涂装工艺,相应的烘烤硬化效应则为50MPa。
除了加工硬化效应和烘烤硬化效应外,先进高强度钢还具有应变速率硬化效应,在更高的变形速度下承受更高的应力。这种效应相当于车辆在碰撞中局部的强度增加约100MPa。
减重潜力
先进高强度钢的高强度有助于减轻白车身(BIW)、保险杠系统、车门防撞梁、座椅结构等的重量。为了更充分地展示其减重潜力,请见下图中的两个理论示例。如果钢板中存在径向应力状态(图1a),则应力与厚度成反比。如果存在纯弯曲应力状态,则应力与厚度的平方成反比(图1b)。

图1:径向受力(a)和法向受力(b)
通过引入可承受更大应力的材料,可以在保持性能相同的情况下减少厚度。图2显示了两种理论情况下的减重潜力。
在真实的安全部件中,减轻的重量可能在多数情况下介于这两个极端之间。然而,弯曲情况并不是一个安全的下限,因为在细长设计中可能会发生局部失稳。
如图2所示,先进高强度钢更加关注避免产生局部失稳现象,以充分利用材料的潜力。必须采取相应的举措以避免产生纯弯曲应力状态。通过使用筋肋可以达到最佳的全局弯矩传递。辊压成型的截面或管材非常适合设计和生产可最佳承受弯矩的几何形状。

图2:在径向和弯曲应力状态下,通过使用先进高强度钢来减轻重量。所示钢种的屈服强度相当于加工硬化(2%应变)和涂装后的屈服强度。







