1应对客户需求，建立客户一体化共同研发模式
为了随时了解客户的需求，开发出满足客户需求的新材料，新日铁住金新开发了与客户一体化共同研发模式。这种开发模式的好处是，客户厂家在进行产品设计时，可以提高材料利用的自由度，增加客户产品的新功能以及扩大客户新产品制造技术的灵活性。
新日铁住金与汽车制造厂建立了双赢的关系，归纳出用户的3个关键需求：解决提高汽车燃油效率和增强碰撞安全性之间相互对立的要求、提高产品环保性以及降低制造成本。基于这些需求，已开发出以下各种相关技术。
1.1提高燃料效率和提高冲撞安全性技术
影响汽车燃料效率的因素很多，除了提高发动机效率和采用新的动力系统，减轻车体重量在任何情况下对提高燃料效率都是有效的。因此，一方面扩大铝合金、树脂等低比重材料在汽车上的应用，一方面通过提高强度，实现汽车用钢的减薄化。汽车抗冲撞能力的大小主要是由汽车的骨架结构件来决定的，因此，新日铁住金对汽车骨架部件的高强度化开展了研究。
钢板的成形性可以按4种变形方式的成形性进行分析：钢板的厚向异性指数（r值）决定的深冲成形性、延性（加工硬化率）决定的胀出成形性、与局部变形能有关的拉伸凸缘成形性和弯曲成形性。钢的高强度化一般会导致这些成形性下降，从而降低了部件形状设计的自由度。因此，迫切要求开发出不降低成形性的高强度钢板。一般来说，提高高强度钢板的r值是比较困难的，所以以延性、拉伸凸缘性和弯曲性为重点，对提高高强度钢板的特性开展了研究。
前后冲撞安全性所要求的塑性变形吸收冲击能随钢材强度提高而增大，但另一方面，钢材强度越低，冲压成形性越好。因此，要求钢板在冲压时柔软，在使用时刚硬，即要求这种钢板的强度具有较大的应变速率依赖性。钢板强度对应变速率依赖性随强度升高而降低，但软质铁素体作为变形主体的复相钢，其强度对应变速率依赖性大于析出强化等传统钢。软质铁素体和硬质第二相的复合化有利于延性的提高。因此，这种钢适于制作形状复杂的承受前后冲撞的部件。代表性的复相组织钢板是铁素体+马氏体的双相钢（DP钢），进一步提高延性的钢板是在铁素体和贝氏体中弥散分布着残余奥氏体的低合金TRIP钢板。复相组织钢板显示出良好的延性和较大的冲击吸收能。
对侧面冲撞安全性部件要求很高的强度，为此新日铁住金开发出780MPa、980MPa甚至1180MPa 级超高强度钢板。对于这些钢板要求具有良好延性的同时，还要求有良好的拉伸凸缘性（可使钢板切断断口部位成形性和弯曲性良好）。提高拉伸凸缘性最重要的是钢板微观组织的均匀性。对于复相组织钢来说，减少各相间的硬度差是有效的，这一点与提高延性相反。
对于侧面冲撞安全性部件和保险杠等要求更高强度的部件，采用模压硬化技术，将钢板加热到奥氏体化温度，冲压入模具并进行淬火，以提高部件强度。模压硬化技术可使部件强度达到1500MPa。此外，由于是在模具拘束状态下进行的马氏体相变，残余应力得到释放，在高强度条件下使部件仍具有很高的形状稳定性，这也是模压硬化技术的一个优点。
1.2高强度钢板应用技术
在将高强度钢板用于冲撞安全性部件时，要求有高精度冲压成形技术和良好的接合技术。为弥补高强度化导致的成形性下降，在提高钢板延性和拉伸凸缘性方面不断地努力，由于部件形状稳定性与变形应力和弹性模量有很大关系，所以从高强度钢板材质方面避免成形性下降有一定困难。
提高部件形状稳定性的技术有：①通过调整模具间隙量和凸模圆角，利用间隙内发生的反弯曲的技术；②在冲压成形后期，利用可变刚性筋冲头提高BHF，对部件纵壁施加张力的技术；③施加板厚方向应力的技术；④采用降低抗拉强度的中温成形技术；⑤采用冷弯成形和二次拉延成形技术。通过改进成形方法可以使高强度钢板部件具有良好的成形性。
在表征冲撞安全性的吸收能和变形特性方面，接合部的质量与材料本身的特性具有同样的重要性。在汽车装配中常使用点焊焊接方法，此外还使用激光焊、粘接、机械咬合以及底盘的电弧焊等接合方法。钢的高强度化会导致点焊焊接区剥离强度的降低，将接合方法由点焊改为激光连续焊可以抑制方形筒体压溃时凸缘部的变形，从而提高冲撞吸收能。
1.3成形性计算机辅助工程（CAE）技术开发
利用CAE技术对各种塑性加工工艺进行研究，可以减少汽车制造工艺最佳化所进行试验的次数、可以缩短开发周期、可以减少模具的修正次数，因此具有显著的经济意义。在利用CAE进行研究时，最重要的是建立各种不同材料的数学模型和运用FEM进行分析。
如果在冲压成形前，能对冲压部件发生裂纹或皱折的现象进行预测，那么在模具制作前就可以对模具形状进行调整，使之达到最佳化，从而大大减少了工艺试验次数。通过将表示各种变形模式的成形极限曲线（FLD）与FEM解析得到的应变进行比较，可以对冲压成形裂纹进行判断。但是，当冲压成形的变形路径发生变化时，不能直接应用比例负荷时的FLD。针对这个问题，新日铁住金提出了应力FLD方法，利用应力FLD，即使变形路径发生变化也可以用同一个FLD对冲压裂纹进行判断。这种方法还可以对冲撞时的破断进行预测。
扩孔试验是传统的拉伸凸缘性评价方法，但在实际部件成形过程中常常会出现因应变梯度而发生破断，这一点与扩孔试验情况是不同的。针对这种情况，新日铁住金提出了一种新的试验方法，即用不同的凸缘翻边半径和翻边高度的试样测定出钢板的拉伸凸缘成形性，并做出拉伸凸缘成形的成形极限曲线，将该曲线与部件成形形状进行比较，判定是否会产生裂纹。
在高强度钢板的应用中，提高部件形状的稳定性是非常重要的。如果能够在冲压加工前通过FEM解析对部件形状的回弹进行预测，就可以在成形前改进加工方法和调整部件形状。对于承受弯曲变形的部位，应考虑到包辛格效应和应力卸载时表观弹性模量下降对回弹的影响。
1.4降低汽车制造成本的技术开发
汽车制造成本降低的措施之一是一体化成形，以减少模具数量和部件接合线的长度。新日铁住金通过细化高纯度钢热轧钢板晶粒和析出物控制开发出高r值和高n值的外面板等形状复杂的汽车部件用钢板。由于汽车不同部位对耐蚀性和板厚的要求不同，新日铁住金开发出事先将不同部位所用钢板焊接在一起，可进行一体化成形的钢板拼焊技术（TB）。拼焊焊接中采用的焊接方法有激光焊接、压平缝焊接和等离子焊接等。拼焊板成形时，由于板厚和强度的差异，常常发生变形向一侧钢板集中的现象。对此，又开发出事前预测拼焊板成形变形情况的FEM技术。
在降低汽车制造成本方面，对汽车驱动系统的齿轮等部件加工工艺改进也提出了迫切要求。降低齿轮制造成本的关键是采用冷锻工艺和改变表面硬化的热处理方法。
齿轮加工费用占其成本的一大半，简化切削加工、降低切削成本是迫切需要解决的问题。与热锻相比，冷锻锻件具有高精度的形状和良好的表面性状，可大大减少齿轮切削加工量。在用冷锻方法制造齿轮时，冷锻前需对钢料进行软化退火处理。该公司采用低温轧制和轧后加盖缓冷的方法，使轧材软质化，开发出可省略软化退火工序的软质冷锻用钢。
新日铁住金利用成分优化和TMCP工艺相结合的方法，开发出进一步软质化的、可省略球化退火的冷锻齿轮用钢。钢的开发原理是利用TMCP工艺，抑制轧制状态下贝氏体的生成，使钢成为铁素体+珠光体组织的软质钢，钢中添加B和进行低温轧制增加了铁素体分量，进一步促进了钢的软质化。
此外，新日铁住金还利用TMCP工艺与球化退火相结合的方法，开发出延性优良的冷锻钢，适宜延性是冷锻用钢在锻造过程的决定因素。
齿轮通常采用渗碳淬火法进行表面硬化热处理，但为了提高在线生产效率，采用齿轮高频表面淬火法。该法通过超快速加热沿齿轮表面轮廓形成硬化层，在齿轮表面产生很大的压缩残余应力，使0.53%C的中碳钢也能具有很高的弯曲疲劳强度。高频表面淬火法要求被处理钢在超快速加热条件下具有均匀固溶化的特性，新日铁住金开发出具有这种特性的高频表面淬火用钢。
1.5高强度钢接合技术开发
钢板高强度化会导致点焊区剥离强度的下降。汽车冲撞时点焊区是否发生破断对吸收冲撞能有很大影响。因此，需要开发高剥离强度的接合技术。用弹塑性断裂力学方法研究点焊接头十字拉伸试验得出的结论是，钢板高强度化导致点焊接头韧性下降是点焊接头剥离强度降低的原因。该公司开发出在通电进行点焊之后，再进行第2次通电加热的点焊方法，提高了点焊接头的剥离强度。其原因是第2次通电加热使点焊区凝固组织中的杂质偏析程度减小，从而提高了点焊区的韧性。
在汽车制造中如采用高强钢板以达到减少加强部件的目的，就要采用薄外面板和2张厚的高强钢板的结构，因此要进行3张钢板的接合。采用点焊接合时，由于热量向水冷铜电极传递，很难在薄外面板和厚的高强钢板的界面上形成熔核。为解决这种3张钢板组合部件的接合问题，新日铁住金开发出在2张厚钢板之间采用点焊，外板和厚板之间用远距离激光焊进行焊接的方法。
2与用户共同开发的钢管液压成形设备
新日铁住金于1998年从德国引进大型液压成形设备，开始进行液压成形技术研究，以期实现汽车极限轻量化。研发期间，新日铁住金与丰田汽车于2001年共同开发出高效率的“紧凑型液压成形设备”，其体积是原设备的1/10。
采用这种设备可以把管壁厚度不同的钢管焊接在一起进行液压成形，使各段钢管具有不同的截面形状和扩管率，从而实现零部件的一体化成形，达到减轻重量、削减成本的目的。利用该技术生产的汽车用管形部件具有很高的抗碰撞性能，可提高汽车的安全性。该技术已经成功地用于制造发动机拖架等多种部件。
这些产品和配套应用技术是新日铁住金汽车用钢整体解决方案的基础，可帮助用户根据自身的需求，选择最合适的材料和加工方法，制造出能够充分发挥钢材特性的部件。
