汽车用钢材料分类与发展方向如何?

时间:2022-10-07 04:04:58 作者:新利18网页版 来源:新利18登陆


  DP系列高强钢是目前结构类零件的首选钢种,大量应用于结构件、加强件和防撞件。如,车底十字构件、轨、防撞杆、防撞杆加强结构件等。

  晶粒细小,抗拉强度较高。与同级别抗拉强度的双相钢相比,其屈服强度明显要高很多。具有良好的弯曲性能、高扩孔性能、高能量吸收能力和优良的翻边成形性能。

  组织中含有残余奥氏体,有良好的成形性能。在成形过程中残余奥氏体会逐渐转变为硬的马氏体,有利于均匀变形。TRIP钢还具有高碰撞吸收能、高强度塑性积和高n值的特点。

  屈强比高,抗拉强度高,延伸率相对较低,需要注意延迟开裂的倾向。具有高碰撞吸收能、高强度塑性积和高n值的特点。

  简单零件的冷冲压和截面相对单一的辊压成形零件,如保险杠、门槛加强板和侧门内的防撞杆等。

  以马氏体为基体相,利用残余奥氏体在变形过程中的TRIP效应,能实现较高的加工硬化能力,因此比同级别超高强钢拥有更高的塑性和成形性能。

  TWIP钢为高C、高Mn、高Al成分的全奥氏体钢。通过孪晶诱发的动态细化作用,能实现极高的加工硬化能力。TWIP钢具有超高强度和超高塑性,强塑积可达50GPa%以上。

  TWIP钢具有非常优越的成形性能和超高强度,适用于对材料拉延和胀形性能要求很高的零件,例如复杂形状的汽车安全件和结构件。

  超高强度(抗拉强度达1500MPa以上),有效提高碰撞性能,车身轻量化;零件形状复杂,成形性好;尺寸精度高。

  自19世纪末期,即1885年德国工程师Karl Benz设计出第一台由内燃机驱动的汽车以来,钢开始在汽车制造过程中得到应用。在20世纪初,随着钢板/钢带生产技术的出现及其复杂成型加工技术的突破,汽车结构中的木质部件逐渐被钢板/钢带所取代。随后的百年历史中,钢板/钢带成为汽车制造过程中的主导材料。随历史时期的不同,结合相应的国家战略、消费需求及技术能力,演化出一系列的汽车用钢材料。首先在汽车中得到应用的是低碳钢(Low Carbon,LC)和无间隙原子钢(Interstitial Free,IF),在当时这两类低强钢能满足强度、成型性、成本和设计的需求。直到1970年左右北美石油危机事件,汽车工业为应对能源问题,开始开发高强度钢来实现减重节能。自此之后,便进入到汽车钢板强度级别不断提高的良性循环时段。特别是在目前全球汽车轻量化的大趋势下,钢铁业内工作者也在为之不断的努力。

  传统高强钢以烘烤硬化钢(Bake Hardenable,BH)为主,其力学性能如图所示。在冲压成型后的烤漆过程中实现强度的提高。冲压过程中的应变硬化程度,对后续烘烤过程中强度的提高有明显的影响。成型过程中的应变硬化,主要是基于形变引起的位错密度的提高。烘烤过程中强度的提高,是基于该过程中原子的扩散导致的对后续位错运动的阻碍。成型方式和成型过程引起的应变量的不同,均会对烘烤硬化效果产生一定的影响。

  第一代先进高强钢以双相钢(Dual Phase,DP)和相变诱导塑性钢(Transformation Induced Plasticity,TRIP)为主。DP钢,故名思议是由两种相组成,可为铁素体+贝氏体或铁素体+马氏体,其组织示意图如图所示。铁素体作为软相,保证其具有一定的塑性,易成型;贝氏体/马氏体作为硬相,使其具有合理的强度。

  第二代先进高强钢以挛晶诱导塑性钢(Twinning Induced Plasticity,TWIP)为主。TWIP钢,是基于形变过程中由于奥氏体相的变化,形成的机械挛晶,如图所示。由于挛晶的形成,可吸收碰撞过程中的能量。其基本成分为18%Mn-3%Si-3%Al,当然随不同部件对各相性能的关注点不同和生产过程中的瓶颈问题,该成分可做出适当的调整。

  第三代先进高强钢,是基于第一代与第二代高强钢区域之间的空白,开发具有高强高塑性的综合性能优良的品种,如目前国内外的研究热点Q&P(Quenching and Partition)钢。Q&P钢的室温组织为铁素体、马氏体和奥氏体,其设计原理是在淬火到一定温度形成相当数量的马氏体后,存在一个二次加热过程,在该过程实现马氏体内碳原子向残留奥氏体内的扩散,从而提高其稳定性。由此工艺生产的高强钢,其强塑积可远超第一代和第二代先进高强钢。

  通过高强钢的应用,车身各部件可以实现减薄的同时不损失强度。在欧美已达成一致,车身结构通过600MPa/40%到1600MPa/20%高强钢的应用,车身重量可以至少减少5-8%,这给此性能范围内各系列高强钢的发展带来了机遇。

  需求会促进相关技术的进步,技术的进步同样会刺激需求的提高。轻量化的大趋势,会促进钢铁界技术的不断进步,从而为更先进钢板的应用创造条件。下一步汽车用钢的发展方向,或者说在当今时期更为理想的汽车钢板材料,应具备如下条件:低碳(高的焊接性)、低成本(低合金量的添加)、高成型性、易于装配和维修。现如今各系列的车用高强钢,都普遍存在一定的局限性,成分差异大、表面质量不统一,都为最终的涂装等带来一定的难度。今后对各类材料的评价,应从全流程的角度来考虑,这样才能设计生产出既好又实用的产品。

  特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

  “打飞机” “” “” “” 等究竟算不算卖淫嫖娼?司法解释这样说....

  扛不住了?“断气”3周后,德国天然气供应商重新开始预定“北溪-1”天然气!想要更多气,普京给欧盟出了个主意......

  女王葬礼进行时!小马哥如约出席,英国六任首相齐聚,夏洛特和乔治也来了……

联系方式

  • 联系人:

    邓先生

    热线:

    13929898900

  • 邮箱:

    xqx88@126.com

  • 公司地址:

    肇庆市高要区白土镇宋隆北路雅瑶开发区农商行雅瑶支行北侧邓巨航厂房