日本汽车用高强度合金化热镀锌钢板的开发(川崎合金化热镀锌加DP钢加入Mo)

日本汽车面板用钢板的进步简介日本汽车面板用薄钢板经历了几个阶段而达到世界领先水平的：上世纪70年代伴随连铸比的扩大由沸腾钢转换为镇静钢：70年代中至80年代由间歇式退火改为连续式退火的技术革新：80年代后期由于极低碳素钢冶炼技术进步而使lF钢通用化和为强化防锈性能而使合金化热镀锌(GA)钢板的扩大应用：90年代以后为适应车体轻量化而在和AI、Mg、塑料等轻型材料的竞争中提高了生产技术和产品质量。

特别是近年为减排CO2而要求进一步车体轻量化的同时还要求保冲撞安全性，从而使重视外观的汽车面板的外板亦开始实现了440MPa．级的高强度化。

本文着重介绍近10年来汽车面板用薄板的进步。

一、汽车面板用薄板的性能和材质要求汽车的面板部件可分为由侧部外板和挡泥板等所代表的深冲压成型部件及车门、车顶、车盖和行李箱盖等所代表的拉仲成型盖状部件两大类。

前者由于面积大且开头复杂，要求兼具有深冲成型和延伸成型的复合成型性，后者则由于塑性变形量小且形状平坦，除对面板的尺寸精度要求较严外，还要求拉伸刚性和耐压痕性。

对于面板部件所用薄板的板厚，内板类为O．6～1．2mm，外板类为0．6～O．8mm，由于保部件的延伸刚性和耐压痕性，进一步薄尺化的部件很少。

面板外板部件用薄板的材质设计指导方针大致为：(1)对车门等形状固定性要求较严的部件，其钢板强度为YS24kgf／mm2(235MPa)、Ts 45kgf／mm2(440MPa)。

(2)以深冲程度小于40mm的浅冲压部件挡泥板为例，以深冲性指标的钢板轧制方向(O°)、45°方向(45°)和直行方向(90°)的平均r值为主，加上延伸成型性指标的n值(加工硬化指数)为补充，并保持两者的平衡以使可稳定冲压成型。

对于侧部面板外板等大面积面板，由于各部位的变形模式和变形量等均不同，故通过钢橱。

的高强良化以实现薄尺化较难，高强度化的有关材质目标的设定亦难，从而在保证规定的强度范围内，从保钢板顺利进入模具出发，应重点提高钢板的r值和改善其表面润滑特性。

汽车用高强度热镀锌钢板的开发汽车用高强度热镀锌钢板的开发由于汽车冲撞安全性和CO2减排环保要求的提高，高强度钢在汽车车身的使用率显著提高，以强化车体结构并实现轻量化。

其中要求耐蚀性部位使用合金化热镀锌（GA）钢板，在柱体部件则使用具有良好成型性的高强度GA钢板。

为满足汽车用高强钢的需求，日本神户制钢开发出590-980MPa级的伸长率是传统钢1.3倍的高强度GA钢板。

1 开发钢组织控制思路开发钢是铁素体+马氏体构成的DP钢（双相钢）和铁素体+贝氏体+残余奥氏体构成的TRIP钢（相变诱发塑性钢）。

为实现高伸长率，对这两种钢采取的组织控制方法是，组织均匀化；在控制碳化物析出的同时，为使铁素体高延性化并抑制局部变形能下降，对铁素体本身进行固溶强化。

此外，对于TRIP钢，还要有较多的残余奥氏体。

对于DP钢板组织控制的方法是，采用590-980MPa级合金化热镀锌钢板制造技术，并且在钢的成分方面能够有效抑制退火冷却时的贝氏体转变。

对DP钢和TRIP钢起着重要作用的添加元素是Si。

Si是铁素体稳定化元素，又是有效的固溶强化元素，而且是提高加工性的有效元素，但对GA钢板浸镀性有不利影响。

为解决这个问题，神户制钢对钢板表面进行了特殊改质，使GA钢板也可以与普通冷轧钢板一样将Si含量提高到1.0%以上。

由于Si的添加使钢的伸长率显著提高，但也使铁素体在钢冷却过程中容易析出，造成屈强比下降。

针对这种情况，在制造过程中，对每个成分和厚度的钢板采用最佳冷轧压下率，通过对冷轧产生加工组织的回复再结晶行为的控制，实现伸长率不降低的同时，提高屈服强度。

这种组织控制方法是使各个厚度的冷轧钢板获得均匀双相组织的有效方法。

对TRIP钢的组织控制方法是保证钢中具有最大的残余奥氏体量。

一般情况下，在制造TRIP钢板时，对钢板进行奥氏体等温淬火处理，使C向未转变的奥氏体聚集。

但在GA钢板制造工艺过程中，由于钢板在高温下进行合金化镀锌，就会出现组织变化、奥氏体分解、碳化物析出等GA钢板所特有的现象。

新日铁住金汽车用钢技术研发现状新日铁住金是日本大型钢铁公司之一，也是亚洲地区汽车用钢最具竞争力的企业，其汽车用镀锌板和高性能车用钢材相关技术在世界上处于先进水平。

新日铁住金高度关注汽车工业的发展趋势，近年来在汽车用钢的工艺、材料、涂层、解决方案等方面进行了多项技术创新，在汽车的轻量化、电气化、节能、安全性、舒适性等方面发挥了重要作用。

工艺创新瞄准安全与轻量化近年来，在汽车用钢的工艺技术研发中，新日铁住金主要的技术创新包括热压成型技术、三维热弯淬火（3DQ）量产加工技术等。

热压成型技术。

新日铁住金开发的热压成型技术，通过材料技术和利用技术的结合，保证了部件淬火硬度的稳定性，实现了热压成型钢板的稳定生产。

以往的汽车用钢成型技术是将高强钢板进行冷冲压加工，使用的钢板强度级别越高，塑性变形越大，容易引起钢板尺寸精度不良等诸多问题。

新日铁住金开发出汽车用高强钢热压成型技术，有效解决了这些问题，而且运用这项技术，可生产出强度级别更高的汽车部件。

新日铁住金开发的热压成型技术具体为：将钢板加热到900℃左右，使之在软质化状态下进行淬火处理，同时，利用模具与钢板间的接触冷却，强化淬火效果，可满足1500MPa级的强度要求，实现良好的尺寸精度。

利用冲压模具进行冲压并冷却淬火时，由于模具内部件的各个部位不一定是均匀冷却，热压成型部件容易出现硬度不均现象，新日铁住金开发了多种处理技术来解决这个问题。

三维热弯淬火（3DQ）量产加工技术。

新日铁住金开发的三维热弯淬火技术（3DQ，3 Dimensional Hot Bending and Quench）集合了材料开发技术、各种断面形状的钢管制造技术、二次加工技术等各项技术，是一种划时代的技术创新。

三维热弯淬火处理技术是对各种形状的钢管进行加热，并用冷却水有顺序淬火的连续工艺。

通过使用这种技术，钢管可以实现抗拉强度在1500MPa以上的水平。

采用这项技术制造汽车零部件，将显著降低车辆的重量，并提高汽车碰撞安全性。