第三代汽车钢技术研发进展.pdf

2018年第1期时代农机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY第45卷第1期Vol.45No.12018年1月Jan.2018作者简介：胡新平（1986-），男，江西上饶人，大学本科，助理实验师，主要研究方向：汽车制造与装配。

第三代高强度汽车钢的性能分析与运用胡新平，罗琴琴(,342515)摘要：文章以第三代高强度汽车钢的性能分析与运用为研究对象，首先对第三代高强度钢进行了简要的分析与概述，并对其进行了相应分类，随后研究分析了第三代汽车用钢性能及运用评价以供参考。

关键词：第三代高强度钢；性能分析；运用1第三代高强度钢概述及分类在汽车的用钢领域内，钢产品最重要的指标是强度，一般情况下，对于钢抗拉强度大于340Mpa 级别的钢，我们称之为高强钢。

对于钢抗拉强度大于780Mpa 级别的钢，我们称之为超高强钢。

对于钢板来说，材料强度与钢板的成形性能呈反比关系，即钢板材料强度越高，而相应钢板成形性能就会下降，造成很大的冲压困难，因此对于汽车厂对材料提出的高要求也无法得到相应满足。

基于此，相关钢铁研发人员在材料中引入FCC （奥氏体）相，由于奥氏体本身具有很强的相变强化作用，因此在已有先进钢基础之上得以进一步实现先进高强钢性能提升，当前已研制出了全奥氏体组织第二代先进汽车用钢与部分奥氏体组织第三代先进高强汽车用钢。

其中第三代汽车用钢是以贝氏体或马氏体为基本，然后配合适当的残余奥氏体，从而其延伸率与抗拉强度的乘积达到了20至40GPa%，处于第一代与第三代钢的蓝海区域，已是当下研发汽车用钢的热点。

当前第三代高强钢主要分为三种，一种是Q&P 淬火与碳分配分退火工艺低合金钢，最早由美国科罗拉矿业学院J G Speer 教授提出，该类型钢已能达到量产水平。

一种是粉末冶金工艺生产的第三代汽车钢，由美国纳米钢公司提出，但由于该类型刚制作成本太高，因此不利于全面推广。

最后一种是由TRIP 钢工艺结合奥氏体逆转变ART 工艺研发出的0.1%C-5%Mn 的中锰高强钢，生产成本低且易于生产，当前已完成实验室研究与相关应用验证。

第三代高强度汽车钢的性能与应用近年来，随着汽车业发展的不断加快，广大汽车制造商亟欲寻求一种高强度汽车钢来提高汽车的质量，确保汽车的安全性能。

因此，伴随着汽车制造商的普遍追求，第三代高强度汽车钢的出现显得格外重要。

第三代高强度汽车钢的特征是钢的结构更加致密，高强度汽车钢的抗拉强度可达到800MPa以上，抗压强度可达到400MPa以上，有较强的抗冲击性能，抗拉和抗压比一般钢高出30%到50%。

同时，第三代高强度汽车钢具有厚度较薄、弯曲性能良好等优势。

它还具有抗锈蚀性能、氧化性能、高温强度性能等优点，广泛适用于高压气罐、发动机支架、悬挂、车身等车辆部件中。

第三代高强度汽车钢在汽车工业中的应用也正在不断发展。

目前，该钢材在汽车车架和高压气罐、发动机支架等件结构件的应用越来越多，有利于提高汽车的耐久性能和安全性。

中，在汽车钢材结构件中应用第三代高强度汽车钢应用最为广泛。

高强度汽车钢比一般钢具有更高的强度，有助于减少车身的厚度，把材料重量减轻到最小，有利于提高汽车的性能，提高燃油经济性，并具有很高的安全性能。

另外，应用高强度汽车钢可以减少车身材料的使用，有利于减少环境污染，保护自然环境和地球家园。

综上所述，第三代高强度汽车钢具有结构致密、抗拉强度高、抗冲击性好、厚度较薄、弯曲性能优良等优势，广泛应用于汽车车架和高压气罐、发动机支架等件结构件中，可以有效提高汽车的安全性能和经济性能，同时减少车身材料的使用，减少环境污染，保护自然环境和地球家园。

第三代高强度汽车钢的应用前景广阔，由于汽车业的发展不断加快，今后将会有更多的车辆采用第三代高强度汽车钢作为结构件，以满足汽车制造商对高强度钢的需求。

此外，第三代高强度汽车钢的开发和研究也将不断深入，以提高它的高强度和轻量化的特点，满足汽车工业的高标准要求。

第三代高强度汽车钢无论是在汽车工业中的应用，还是在研发和制造中的研究都将会发挥着重要作用，是汽车制造商及消费者提高汽车安全性能和经济性能的重要选择。

高强高塑第三代汽车钢的研发1董瀚，王存宇，时捷，曹文全（钢铁研究总院，北京 100081）摘要：本文首先简要介绍了先进高强钢的发展状况和高强高塑第三代汽车钢的研发情况。

在此基础上，本文重点介绍了钢研总院及其合作单位在第三代汽车钢领域的基础研究、工业试制、零件冲压情况。

所研发的第三代汽车钢具有优异的力学性能和较低成本，试验钢的抗拉强度在700-1600MPa范围内，强塑积可达30-50GPa%；太钢的工业试制获得了第三代汽车钢热轧钢板与冷轧钢板，其抗拉强度为700-900MPa，强塑积不小于30GPa%。

研究认为，第三代汽车钢的高强度与高塑性主要归因于超细双相组织与大量奥氏体的相变诱发塑性作用。

本文还简要介绍了第三代汽车钢在一汽与湖南大学的应用情况。

最后对第三代汽车钢的未来发展潜力进行了探讨。

关键词：第三代汽车钢，高强高塑，超细双相组织，相变诱发塑性Abstract: At first, R&D of the third generation automobile sheet steel (TG steel) with high strength and high ductility are briefly introduced. And then, the basic research, industry trial, and stamping of the TG steel are presented in details. It is shown that excellent mechanical properties of the steels prepared in laboratory scale at CISRI are of 700-1600MPa for tensile strength and of 30-50% for the product of tensile strength (Rm×A) to total elongation. The mechanical properties of steel sheets produced in the industry trials are of 700-900MPa for tensile strength and no less than 30GPa% for Rm×A. This combination of high strength and high ductility is believed to be attributed to the ultrafine duplex structure and the role of the phase transformation induced plasticity (TRIP effect). The stamping trials of TG steel sheets in First Automobile Works and in Hunan University are introduced in brief. At last, the potentials of the TG steel are discussed.Key words: Third generation automobile steel, strength and ductility, ultrafine duplex microstructure，TRIP effect 0.前言首先，钢材是构成汽车的主要材料，其高强化成为汽车轻量化的首要目标，通过轻量化达到汽车的节能减排势在必行；第二，汽车碰撞安全性法规也促进汽车使用更高强度和更高塑性的钢材。

第三代先进高强钢的研发进展张志勤黄维高真凤(鞍钢股份有限公司技术中心，辽宁鞍山 114009)摘要：介绍了先进高强钢的发展现状和第三代先进高强钢的设计构想，并从七个方面阐述了第三代先进高强钢的研究进展，即DP钢、改进型TRIP钢、超细晶贝氏体钢、淬火-碳分配钢、快速加热和冷却工艺、高锰TRIP钢和低锰TWIP/TRIP钢。

关键词：第三代先进高强钢研发进展Research Developmentfor Third-Generation Advanced High-Strength SteelZhang Zhiqin Huang Wei Gao Zhenfeng(Technology Center of Angang Steel Co., Ltd., Anshan City Liao Ning Province, 114009)Abstract: In this paper, the development of advanced high-strength steel and the design ideas of the third-generation advanced high-strength steel are introduced, the development status of the third-generation advanced high-strength steel in seven directions are discussed, such as DP, modified TRIP, ultrafine grain bainite ,Quenching & Partitioning, Rapid heating and cooling, high Mn TRIP and low MN TWIP/TRIP steels.Key Word: Third-Generation Advanced High-Strength Steel; Research；Development.1前言近几十年来，为满足汽车工业更安全、更轻量化、更环保以及更经济油耗的需求，先进高强钢（AHSS）一直是材料研发工作的重点。

・综合论述・我国汽车用钢板的现状和研究进展王先进　茹　铮　马衍伟(北京科技大学)摘　要　介绍了我国汽车用钢板的生产现状,并就我国汽车板生产存在的问题进行了分析。

最后着重论述了我国超深冲IF钢的研究进展。

关键词　汽车　热轧板　冷轧板　镀层板　高强板PRESENT OF AUTOMOTIVE SHEET PRODUCTIONAND PROGRESS IN RESEARCH WORK IN CHINAWANG Xianjin　RU Zheng　M A Yanw ei(U niversity of Science and Technolog y Beijing)ABSTRACT　The pr esent status of autom obile industry in China and its demand for steel sheets are introduced briefly.The prog ress in research w ork of IF steels in China including further improvement o n -value thr ough tex ture and pr ecipitation co ntrol is emphatically narrated.KEY WORDS　autom obile,ho t ro lled steel sheet,cold rolled steel sheet,coated steel sheet, high streng th steel sheet1　前言根据《汽车工业“九五”规划纲要》,至2000年我国汽车产量为270万辆,其中轿车130万辆。

经预测共需钢板218万t,其中热轧钢板90万t,冷轧钢板128万t。

至2010年,我国汽车产量为600万辆,其中轿车400万辆,共需钢板410万t。

因此,我国必须大力提高汽车钢板产量,以满足汽车工业发展的需要。

第三代先进高强钢的技术路线综述1 前言在过去的几十年里，人们为开发先进高强钢做了大量的研究工作。

当时研究的主要目的是为了满足汽车工业的需要，希望通过减轻车身重量来降低油耗，同时提高车内乘客的人身安全。

随着监管日趋严厉，人们对汽车的抗冲撞能力和省油的期望也越来越高，先进高强钢已广泛应用于汽车车身结构。

预计到2015年，先进高强钢在轻型车的车身盖上的重量百分比将提高到35%，而低碳钢的重量百分比将从2007年的55%降至29%。

许多国内外的汽车制造商正在将高强钢的广泛应用列为汽车发展战略的一部分。

2 现代的先进高强钢钢种目前正在应用和研发的先进高强钢有∶第一代先进高强钢一一双相(DP)钢多相(CP)钢和相变诱导塑性(TRIP)钢，以及第二代先进高强钢一一奥氏体孪晶诱导塑性(TWIP)钢、诱导塑性轻钢(L-IP)和剪切带强化(SIP)钢。

这里没有考虑冲压硬化钢。

图1(略)概括了先进高强钢与传统高强钢相比具有代表性的性能。

第一代先进高强钢合金含量低，主要是以铁素体为主的多相显微组织。

双相钢是目前使用最多的一种先进高强钢，除了强度高、成型性好外，还具有易于焊接加工的优点。

TRIP钢兼具良好的强度和延伸性能，其残余奥氏体相通过应变诱导相变转化成马氏体相，从而提高了应变硬化指数。

第二代先进高强钢机械性能优异，但因奥氏体钢的合金含量高，使得成本大大增加。

此外，这些合金的加工难度非常大，而且TRIP钢还易于产生延迟裂纹。

最新研究结果表明，加入铝可降低脆化敏感性，但具体的作用机理还在研究之中。

从图1(略) 可清楚地看出，第一代和第二代先进高强钢在性能上存在着缺点。

因此，目前正在研究如何通过改进处理工艺或采用新型处理工艺来弥补不足，同时应特别注意这些工艺的工业可行性及经济性。

现在正在寻求一些解决办法，具体包括∶*通过处理提高双相钢的性能；* 改进传统的TRIP钢的处理方法；*开发具有超细贝氏体显微组织的高强钢；*采用新型处理工艺，包括淬火分配(Q&P) 以及超快速加热和冷却；*开发高锰TRIP钢。

中锰第三代汽车钢包辛格效应研究
中锰第三代汽车钢具有高强塑性的特点,在保证汽车碰撞安全性同时还具有良好的冲压成型性。

中锰钢在实际生产冲压成型中,局部会处于拉伸压缩循环加载受力状态,在变形过程中此部分的反向屈服强度会低于其正向屈服强度,此现象被称为包辛格效应(Bauschinger effect),普遍存在于金属材料中,德国学者Johann Bauschinger在1881年金属力学性能试验时发现该现象。

为了研究中锰钢在冲压时的受力状态及其力学性能变化,有必要对中锰钢材料的包辛格效应进行研究。

本文采用的材料是冷轧态中锰钢,在测试包辛格效应之前,需要对其进行热处理工艺,获取其最佳热处理工艺,发现在620℃温度处理下的中锰钢能够获得强塑积29GPa?%的优异性能。

做薄板类金属包辛格测试时,需要克服其反向加载时屈曲失稳的困难,本文中采用的模具是大连理工大学常颖老师团队为此特别设计的拉伸压缩模具,能克服反向屈服失稳的现象,并且可以提供材料变形中实时的力-变形曲线。

对中锰钢在不同应变量、应变方式、应变速率条件下的包辛格效应进行测试,并用不同表征方法对其进行表征发现,中锰钢在经预变形后,再反向加载的条件下会发生包辛格效应;RKI值考虑变形过程中自身内部结构状态等变量对材料本身性能的影响,中锰钢RKI能够表明其变形过程中硬化倾向,其值均在1以上,运动硬化机制更明显;中锰钢包辛格效应在应变方式为预压缩时更为显著;当预变形为拉伸时,应变量愈大,中锰钢包辛格效应愈大;预变形为压缩时,应变量愈大,中锰钢包辛格效应愈小;对比不同速率条件下的中锰钢拉伸压缩试验,发现其包辛格效应对应变速率不敏感。

第三代汽车用先进高强钢SRQP980的研制开发为实现冷轧汽车用钢的轻量化,达到节能环保的目的,高强度、高塑性先进用钢的开发及推广进程正在加快。

在此背景下,依据近来提出的新型淬火-配分工艺,考虑焊接、成型等加工需求,本文以低碳少加合金为原则,进行C-Si-Mn系SRQP980试验钢的成分体系设计。

通过热膨胀仪、金相显微镜、电子探针显微镜(EMPA)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验、连退模拟试验等实验手段,研究了在一步淬火配分法下的退火均热温度、均热时间、淬火配分温度、配分时间分别对SRQP980试验钢的微观组织和力学性能的影响规律。

主要研究结果如下:(1)根据制定的试验钢的静态CCT曲线和TTT 曲线,确定了相变类型和相变温度,并由此确定了在连退工艺模拟中采用两相区退火处理,根据退火均热温度和时间调节临界区铁素体与初始奥氏体的比例,可有效调整配分后残余奥氏体的含量。

(2)试验钢的综合力学性能与两相区退火均热温度及均热时间密切相关。

抗拉强度、断后延伸率先随退火温度的升高而同步提高,在830℃时达到最高值;继续提高退火温度,试验钢抗拉强度和断后延伸率开始下降;整个试验过程中屈服强度范围在530～753MPa。

抗拉强度随退火时间的增加呈逐步升高趋势,但整个试验过程中稳定控制在1067～1136MPa;断后延伸率随退火时间的增加先大幅增加后小幅降低,屈服强度随退火时间的增加先大幅降低后小幅增加。

(3)试验钢的综合力学性能与配分温度及配分时间密切相关。

试验钢的抗拉强度随着配分温度的升高而降低,断后延伸率随配分温度的升高先增加,在380℃时断后延伸率达到最大值26.5%,继续提高配分温度至400℃,由于贝氏体的生成使得试验钢的强塑积大幅下降。

试验钢的抗拉强度随着配分时间的增加而降低,断后延伸率随配分温度的升高先增加,在500s时断后延伸率达到最大值33.5%,强塑积达到30.25 GPa%;继续提高配分时间至1000s,由于粒状碳化物的析出使得试验钢的强塑积小幅下降。

第三代汽车钢技术一、中国钢研简介中国钢研科技集团有限公司（以下简称中国钢研）隶属于国务院国资委，2006年12月由原钢铁研究总院和冶金自动化研究设计院合并组建而成，2009年中国钢研被国务院国资委列入董事会试点企业。

中国钢研拥有安泰科技、金自天正、钢研高纳三家上市公司，2010年资产总额130亿元，销售收入74亿元。

多年来，中国钢研致力于冶金新材料和行业共性关键技术研发，是我国冶金行业最大的综合性研究开发机构。

中国钢研承担了我国冶金行业85%以上国防军工新材料和50%以上行业共性关键技术研究开发任务，在合金钢、高温合金、金属功能材料、难熔合金、粉末冶金材料等领域，先后研制出近千种高技术关键新材料，为航空、航天、兵器、船舶、核能、电子等重点工程型号配套做出了重要贡献，曾多次受到党中央、国务院和中央军委的表彰嘉奖；在炼铁、炼钢、连铸、轧钢及深加工以及自动控制与传动等领域为钢铁工业技术进步做出了重要贡献。

中国钢研是国家首批103家创新型企业试点单位之一，是中关村科技园首批100家创新型企业之一和国家海外高层人才创新创业基地，也是我国金属新材料研发基地、冶金行业重大关键与共性技术的创新基地、国家冶金分析测试技术的权威机构。

现有14个国家级中心、国家重点实验室和国家工程实验室，包括先进钢铁材料技术国家工程研究中心、连铸技术国家工程研究中心、国家非晶微晶合金工程技术研究中心、国家冶金自动化工程技术研究中心、先进钢铁流程及材料国家重点实验室、混合流程工业自动化系统及装备技术国家重点实验室、先进金属涂度国家工程实验室、钢铁制造流程优化国家工程实验室、国家钢铁材料分析测试中心等。

中国钢研坚持“以科技为先导、以产业为支柱、以创新为灵魂、以人才为根本”发展方针，致力于构建由“战略科学家、领域权威和学科带头人”组成的高层次人才梯队。

目前，有两院院士7人，国家级有突出贡献中青年专家23人，享受政府特殊津贴专家367人，新世纪百千万人才工程国家级人选4人，博士生导师48人，硕士生导师106人。

我国研制成功第三代汽车钢
无
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】在科技部国家承点基础研究发展计划的人力支持下．中国钢研科技集团有限公司与太原钢铁（集Ⅲ）有限公司合作．成功开发出第三代汽年钢热轧板卷和冷轧板，
【总页数】1页(P30-30)
【作者】无
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.5
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1.我国率先研发成功第三代汽车钢 [J],
2.第三代墙面钢化涂料研制成功 [J],
3.我国率先在国际上研发出第三代汽车钢 [J],
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5.我国汽车用钢的现状及对汽车用钢国产化问题的意见——特殊钢学会’96汽车用钢研讨会侧记 [J], 董瀚
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