可使汽车轻量化的先进高强钢
汽车外面板用440MPa级烘烤硬化型高强钢—UNI-HITEN。汽车外面板首先要求的是外观品质,冲压加工时产生的变形与钢板的屈服强度成正比,所以是高强度化最难的部件。为了解决这一问题,JFE开发了利用涂漆、热硬化的烘烤硬化型(BH)钢板。新开发的UNI-HITEN钢是将冲压加工前的屈服强度抑制在与340MPa级BH钢板同等的低水平,涂漆烘烤后获得与440MPa级同等屈服强度的高强度BH钢板,耐凹痕性比340MPa级提高了20%。
一般340MPa级以下的BH钢板大多采用以铁素体单相钢的IF钢为基底,残留微量固溶C的控制方法。采用该方法如果进一步提高强度,屈服强度就会上升。因此,在开发UNI-HITEN钢中,JFE以含有微量V的传统590MPa级DP钢为基板,代替V添加Mn的2.2%Mn钢以及为确保铁素体晶粒成长性和淬透性添加B等。
UNI-HITEN钢可用于汽车车门和发动机罩,2010年冷轧材开始量产,2011年GA材开始量产。由于钢板减薄,汽车车门实现1.1公斤/台的轻量化。
车身钢架用冷轧超高强钢—WQHITEN。汽车座舱为保护乘员,要求冲撞时不产生变形,980MPa级以上的冷轧超高强钢的应用日益增加。JFE公司开发了为生产超高强钢所需的连续退火设备,20世纪70年代最早将超高强钢商品化。运用CAE成形加工技术,将超高强钢依次用于保险杠加强筋、车门防撞梁、座椅框架和车身部件等,有助于车身的轻量化。
对座舱用冷轧超高强钢,根据要求的强度和特性,JFE开发出析出强化钢、DP钢、马氏体钢、TRIP钢等系列产品。其中DP钢、马氏体钢主要采用水淬方式的连续退火设备(WQ-CAL)制造,具有如下特点:伸长率(El)和拉伸凸缘性(λ)平衡不同的TS780-1470MPa级的系列产品;低C含量成分设计的优越点焊性和耐延迟断裂性;冷却均匀性和前馈控制材质稳定性等特点。
WQ-HITEN的1180MPa级钢也有低YR型和高λ型。作为同等强度级别,低YR型具有非常高的伸长率,可以深冲成形,适用于车门防撞梁等传统的热冲压制造部件,但对比传统更深的断面形状采用冷冲压WQ-HITEN钢,成功获得了同等性能。
作为最大限度地运用WQ-CAL特点的汽车实用钢,冷轧1320MPa级、1470MPa级钢是具有最高水平的TS(抗拉强度)的钢板。采用极力降低C的马氏体单相组织,弯曲加工性、点焊性、抗延迟断裂性优越,有助于保险杠加强筋和钢管车门梁的轻量化。
悬挂、框架用热轧高强钢—NANO-HITEN、SB-HITEN。与车身钢架部件相比,悬挂、臂等汽车悬挂部件的板厚要厚,所以,主要使用热轧钢板。悬挂部件除要求扩孔等加工性和强度、刚性外,还要求耐疲劳性和耐腐蚀性等。现在大多使用TS449—590MPa级钢板,车企希望开发强度更高的780MPa级钢板。
NANO-HITEN是为适应这种用途开发的热轧钢板,具有下列特点:有加工性优越的铁素体单一组织;用微细化到几纳米大小的碳化物强化;碳化物的热稳定性极高;为通过碳化物的微细化,获得充分的强度,可以不添加Si等固溶强化元素。
NANO-HITEN比传统的复合组织型高强钢的扩孔性高。传统复合组织型高强钢,软质相和硬质相的变形能差异大,所以,在冲孔周围从软质相和硬质相的界面发生微空隙,如果强度提高,相的硬度差(变形能之差)变大,扩孔性大大降低,但铁素体单一相组成的NANO-HITEN可以避免这种现象。此外,NANO-HITEN因为不添加Si,与添加Si的普通热轧高强钢比,780MPa级的NANO-HITEN钢具有良好的加工性和耐久性。NANO-HITEN钢通过增加微细碳化物的量可以提高强度,现在已开发出1180MPa级高强钢。作为析出强化的特征之一是屈服比(YS/TS)高,例如,1180MPa级的NANO-HITEN钢与1470MPa级的热冲压材呈同等的YS,不仅用于悬挂部件,而且还将扩大用于冲击吸收能成为问题的车身钢架部件。 






