宝钢高强度汽车板技术进展

2019 CREATION BEYOND VISION01宝钢先进高强钢家族1.1 概述1.2 产品种类1.3 高强钢应用性能及试验方法1.3.1 力学性能与硬化曲线1.3.2 成形极限1.3.3 扩孔率1.3.4 动态力学性能1.3.5 疲劳性能1.3.6 延迟开裂性能1.4 宝钢汽车板材料数据服务0101020703淬火延性钢3.1 概述3.2 常用牌号和命名规则3.3 微观组织3.4 力学性能3.5 成形性能3.5.1 成形极限3.5.2 扩孔率3.6 点焊性能3.7 服役性能3.7.1 动态力学性能3.7.2 疲劳特性3.7.3 延迟开裂特性3.8 应用案例3.9 可供规格28282829303135373704马氏体钢4.1 概述4.2 常用牌号和命名规则4.3 牌号对照 4.4 微观组织 4.5 力学性能 4.6 成形性能 4.6.1 成形极限 4.6.2 扩孔率 4.7 点焊性能 4.8 服役性能 4.8.1 动态力学性能 4.8.2 疲劳特性 4.8.3 延迟开裂特性 4.9 应用案例4.10 可供规格3838393940414144454502双相钢2.1 概述2.2 常用牌号和命名规则2.3 牌号对照2.4 微观组织2.5 力学性能2.6 成形性能2.6.1 成形极限2.6.2 扩孔率2.7 点焊性能2.8 服役性能2.8.1 动态力学性能2.8.2 疲劳特性2.8.3 延迟开裂特性2.9 应用案例2.10 可供规格0909********1623252607孪晶诱发塑性钢7.1 概述7.2 常用牌号和命名规则7.3 微观组织7.4 力学性能7.5 成形性能7.5.1 成形极限7.5.2 扩孔率7.6 点焊性能7.7 服役性能7.7.1 动态力学性能7.7.2 延迟开裂特性7.8 应用案例7.9 可供规格61616162626364646406相变诱导塑性钢6.1 概述6.2 常用牌号和命名规则6.3 牌号对照6.4 微观组织6.5 力学性能6.6 成形性能6.6.1 成形极限6.6.2 扩孔率6.7 点焊性能6.8 服役性能6.8.1 动态力学性能6.8.2 疲劳特性6.8.3 延迟开裂特性6.9 应用案例6.10 可供规格535353545455 5658596008热冲压成形钢8.1 概述8.2 常用牌号和命名规则8.3 牌号对照8.4 微观组织8.5 连续冷却转变（CCT）曲线8.6 力学性能8.7 点焊性能8.8 服役性能8.8.1 动态力学性能 8.9 应用案例8.10 可供规格6565656666676769707009高强钢零件产品与工艺设计建议9.1 产品形状的设计9.2 冲压工艺设计9.3 冲压模具设计9.4 模具加工、调试和验收7172737405复相钢5.1 概述5.2 常用牌号和命名规则5.3 牌号对照5.4 微观组织5.5 力学性能5.6 成形性能5.6.1 成形极限5.6.2 扩孔率5.7 点焊性能5.8 应用案例5.9 可供规格464646474849 49525210宝钢试验设备75宝钢超轻型白车身(BCB)的高强钢应用1.2 产品种类先进高强度钢板主要指以相变强化为主要强化方式的一类钢板，包括双相钢（Dual Phase Steel，DP）、相变诱发塑性钢（Transformation Induced Plasticity Steel，TRIP）、孪晶诱发塑性钢（Twinning Induced Plasticity Steel，TWIP）、复相钢（Complex Phase Steel，CP）和马氏体钢（Martensitic Steel，MS）等，如下图所示。

1概述在汽车轻量化的推动下，汽车中转而采用铝合金、镁合金和塑料的零部件越来越多。

随着轻质材料在汽车上应用比例的逐年增加，钢铁材料在汽车材料中的主导地位受到了威胁。

为应对来自轻质材料的挑战，钢铁企业将开发的重点放在了高强度钢上。

如今，高强度钢已成为颇具竞争力的汽车新材料，图1和图2为各类高强度钢在不同的承载条件下的减重潜力．其比较对象为USlSTAMP 04软钢板。

同时．高强度钢在抗碰撞性能、耐蚀性能和成本方面较其他材料仍具有较大的优势，尤其是用于车身结构件与覆盖件、悬架件、车轮等零部件。

本文是根据最近公开发表的文献资料编写的，旨在反映国外汽车高强度钢材料技术的最新进展及未来发展动向，供国内有关行业和部门参考。

文中所述的高强度钢包括高强度钢(屈服强度大于210 MPa)，超高强度钢(屈服强度大于550 MPa)和先进高强度钢(AHSS)。

2主要技术进展超轻车身(ULSAB)、超轻覆盖件(ULSAC)、超轻悬架系统(ULSAS)和新概念超轻车身(ULSAB-AVC)等项目的成功实施，验证了高强度钢在减轻汽车自重和改善车辆性能中的有效性。

为了将这些项目所取得的技术成果转化为现实的生产力，近期的高强度钢技术研究，主要集中在支撑技术(Enabling Technologies)上。

2．1若干高强度钢的开发当前正处于新一代高强度钢开发的前夜。

从冶金学的角度看，近几年高强度钢材料的开发，大多只是对原有钢种牌号的补充或性能改善，厚度进一步减薄，材料本身并未取得突破性进展。

开发的难点是要针对不同的零件，力求在产品的强度、塑性和成本之间取得平衡。

SFGHITEN、NANOHITEN、ERW和HISTORY是日本JFE公司最近开发出的几种高强度钢。

其中SFGHITEN为含Nb系列高强度IF钢板，主要应用对象是汽车车身外板，研究用钢的化学成分见表1。

SFGHITEN利用析出的Nb(C，N)微粒和细化晶粒得到强化，其独特之处在于晶界附近存在所谓“无沉淀区”，它降低了材料的屈服强度。

宝钢高强度汽车钢板宝钢新开发的高强度汽车用钢有4个强度级别（屈服强度），与欧洲标准一致。

1. 技术标准表1 宝钢高强度汽车钢板的技术指标（欧洲标准）注：厚度大于8mm屈服强度可降低20MPa。

注：Nb+ V+ Ti≤0.22%2．实物水平2.2 650MPa级冷弯照片8mm钢板3mm钢板3mm和8mm 钢板2.3 700MPa级冷弯照片8mm钢板8mm钢板4mm钢板3. 可供规格屈服强度级别（MPa）厚度（mm）宽度（mm）550 2.5～16.0 900～1600600 3.0～12.0 900～1600650 3.0～10.0 900～1600700 3.0～10.0 900～16004.焊接宝钢汽车用热轧高强钢通过低碳低合金设计降低钢的碳当量和焊接裂纹敏感系数，具有良好的可焊接性能，不需预热就可直接进行焊接。

屈服强度级别（MPa）碳含量实绩C,%碳当量实绩Ceq裂纹敏感系数Pcm 700 ≤0.08 0.40 0.17650 ≤0.08 0.34 0.15600 ≤0.08 0.29 0.14550≤0.08 0.23 0.12Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15Pcm=C+(Mn+Cr+Cu)/20+V/10+Mo/15+Si/30+Ni/60+5B焊接方法宝钢汽车用热轧高强钢可使用气体保护焊（MAG ）和手工电弧焊（SMAW ）、埋弧焊（SAW ）进行焊接，推荐使用气体保护焊（MAG ）。

焊接热输入焊接时使用推荐的热输入，可使热影响区具有良好的机械性能。

并且热输入范围越宽说明该钢种的焊接性能越好。

焊接热输入由下列公式计算：601000k U I Q v ⨯⨯⨯=⨯下图为按钢板厚度推荐的最佳焊接热输入范围：在厚度一定的条件下宝钢汽车用热轧高强钢的许用焊接热输入范围很宽，具有优良的焊接性能。

坡口形式宝钢汽车用热轧高强钢适用于多种接头型式的焊接，常用的接头型式有：I 型坡口、V 型坡口焊接材料在焊接接头力学性能满足构件要求的情况下，为避免接头处的应力集中、降低焊缝的内应力，应尽可能选择强度不超过推荐值的焊材。

国内冷轧汽车用钢的研发历史、现状及发展趋势摘要：回顾了我国冷轧汽车用钢的研发历史，总结了我国冷轧汽车用钢的现状，结合国家振兴钢铁工业的政策，分析了我国冷轧汽车钢板的发展趋势。

提出国内有盛要发展新一代先进高强汽车用钢，主要包括TwIP钢、Q&P钢和热冲压成型钢等，此举不仅具有巨大的经济意义，还具有保证行驶安全、节能减排、环保的现实意义。

关键词：冷轧；汽车用钢；发展趋势从1957年新中国的第一辆汽车正式生产下线开始，我国汽车工业在20世纪中期经历了漫长的发展过程。

1958年中国汽车产量为1万辆，1992年突破100万辆。

进入新世纪以来，我国汽车工业呈现出井喷式的发展，2005年中国汽车产量达到570万辆，2008年达到934．5万辆。

汽车用材的70％～80％是钢铁材料，在一定程度上代表了一个国家钢铁工业的水平。

我国在汽车品种和技术水平方面，已经和发达国家同步。

随着汽车工业的发展，对优质汽车用钢的要求越来越高，需求也越来越大。

因此，紧跟汽车工业的发展趋势，研究和开发新一代汽车用钢，必将成为我国钢铁工业应用基础研究的重要发展目标。

1 国内冷轧汽车钢板研发的历史回顾钢材是汽车制造的主要原料，品种主要有型钢、中板、薄板、钢带、优质钢材、钢管等，其中以薄板和优质钢材为主。

冷轧板带及其镀层板带的用量约占板带材用量的90％，为450～550 kg，如夏利车的用量约为450 kg车身加长的红旗车为550 kg。

轿车用冷轧板带及镀锌板厚度为0．40～4．00 mill，冷轧板带用量最多的厚度规格是0．80 ITlnrl，其次是o．70 mra；镀锌板用量最多的厚度规格是0．80 nlr ／l和O．70 mill。

轿车用冷轧板带的宽度为600一l 850 mln，1 000 Innl以下的用量最大。

20世纪50～80年代，国内的汽车用钢由鞍钢提供，主要是08A1等软钢板。

20世纪80年代后期，我国开始研发无间隙原子钢(IF钢)。

2024年高强度钢板市场发展现状引言高强度钢板是一种具有较高强度和较低重量的钢材，广泛应用于汽车、机械制造、造船等领域。

本文将对高强度钢板市场的发展现状进行深入分析。

市场规模与增长趋势高强度钢板市场在过去几年持续增长，预计在未来几年仍将保持稳定增长。

据统计，2019年全球高强度钢板市场规模约为XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。

市场规模的增长主要源于以下几个因素。

首先，汽车行业的发展推动了高强度钢板市场的增长。

随着汽车行业对轻量化材料的需求增加，高强度钢板作为一种重要的轻量化材料得到广泛应用。

高强度钢板的使用可以降低汽车的整体重量，提高燃油效率和安全性能。

其次，机械制造行业对高强度钢板的需求也在不断增加。

高强度钢板具有优异的强度和韧性，适用于各种机械设备的制造。

随着机械制造业的发展和机械设备的更新换代，高强度钢板市场的需求持续增长。

再次，建筑和船舶行业对高强度钢板的需求也在快速增长。

高强度钢板在建筑和船舶领域具有重要的应用价值，可以提供强度和耐久性，满足特定的工程需求。

市场竞争格局高强度钢板市场存在激烈的竞争，主要供应商主要有ArcelorMittal、Nippon Steel Corporation、POSCO、Baosteel等。

这些供应商通过不断提高产品质量、拓展市场份额和加大研发投入来保持竞争优势。

此外，新兴的高强度钢板供应商也在积极进入市场。

这些新兴供应商通过技术创新和定制化服务来满足特定需求，与传统供应商形成一定的竞争。

市场驱动因素高强度钢板市场发展的驱动因素主要包括以下几点。

首先，环保意识的提升推动了高强度钢板的需求。

高强度钢板可以减少材料的使用量，降低能源消耗和碳排放，符合可持续发展的要求。

其次，行业对轻量化材料的需求增加也是推动市场发展的重要因素。

高强度钢板作为一种轻量化材料，可以提高产品的性能并降低成本，符合行业的需求。

再次，技术的进步也推动了高强度钢板市场的发展。

汽车技术汽车用高强度钢热成型技术高强度钢的热成型技术可解决传统成型高强度钢板在汽车车身制造中遇到的各种问题。

介绍了汽车用高强度钢热成型的加工工艺、加工关键技术、热成型零件的检测方法以及国内外的研究现状。

以用于热冲压成型的高强度钢——硼钢为例，对我国热成型技术的应用情况及未来热成型技术需要解决的问题进行了阐述。

主题词：高强度钢板热成型硼钢1 汽车用热成型高强度钢长期以来，钢铁一直是汽车工业的基础，虽然汽车制造中铝合金、镁合金、塑料及复合材料的用量不断增加，但高强度钢以其具有的高减重潜力、高碰撞吸收能、高疲劳强度、高成型性及低平面各向异性等优势[1,2]，已经成为汽车工业轻量化的主要材料。

21世纪的汽车行业以降低燃料消耗、减少CO2和废气排放成为社会的主要需求，为适应这种发展趋势，钢铁业已开发出许多种类的高强度钢板来帮助减轻汽车质量，同时提高汽车的安全性。

为兼顾轻量化与碰撞安全性及高强度下冲压件回弹与模具磨损等问题，热成型高强度钢及其成型工艺和应用技术应运而生。

目前凡是达到U-NCAP碰撞4 星或5 星级水平的乘用车型，其安全件（A/B/C 柱、保险杠、防撞梁等）多数采用了抗拉强度为1 500 MPa、屈服强度为1 200 MPa 的热成型高强度钢。

同时，为解决高强度钢冷成型中的裂纹和形状冻结性不良等问题，出现了热冲压成型材料，已用其进行了强度高达1 470 MPa 级汽车部件的制造。

本文首先介绍高强度钢热成型加工工艺及其关键技术，然后分析了国内外热成型研究成果与现状，最后对热成型技术的应用发展进行了展望。

2 高强度钢热成型加工工艺2.1 热成型加工工艺2.1.1 理论基础与传统的冷成型工艺相比，热成型工艺的特点是在板料上存在一个不断变化的温度场。

在温度场的影响下，板料的基体组织和力学性能发生变化，导致板料的应力场也发生变化，同时板料的应力场变化又反作用于温度场，所以热成型工艺就是板料内部温度场与应力场共存且相互耦合的变化过程（见图1）。

新型汽车用高强度中锰钢研究现状及发展趋势
近年来，随着新能源汽车技术的发展，汽车结构设计和重量减轻受到越来越多的关注，高强度中锰钢的研究也被越来越广泛的关注。

高强度中锰钢是一种具有较高强度、良好的可塑性、良好的抗压性、低的热扩性能、
高的韧性及良好的可抛热性等优点的新型超强钢。

在交通运输装备，特别是新能源汽车行业，高层次的安全性和效率性能都在不断提高。

高强度中锰钢可以提高结构刚度，把重量
减轻30~50%，增加汽车整体安全性和行驶稳定性。

将汽车隔震系统优化，增加发动机动力，改善汽车的抗碰撞甚至可以以较低的价格获得更好的保护力度。

所以，钢应用于新型车辆
的设计重要性不言而喻。

研究人员把高强度中锰钢的研究重点放在性价比、加工精度和表面质量上，以满足越
来越严苛的新能源汽车行业应用要求。

他们采用改变材料结构，控制过热及淬火、冷变形，组合加工及微弧搅拌抛丸等设备加工精度，使高强度中锰钢性能有了进一步提升，实现了
更好的应用效果。

在未来的发展方向中，高强度中锰钢在新能源汽车行业的应用和实现前景及其潜在的
结构优化与重量结构减轻应用将是未来发展趋势。

随着新能源汽车技术的发展，高强度中锰钢应用于新能源汽车行业越来越重要，它也
被越来越多的人所关注。

研究人员努力提高高强度中锰钢的性能，使其可以满足汽车零部
件的设计要求，同时实现重量减轻，把汽车安全性和效率性能提高到更高的水平。

未来的
发展方向必定以结构优化和更多的重量减轻技术为主，以达到更好的汽车性能和成本效益，推动高强度中锰钢应用于汽车领域的发展，将是一个趋势。

高强度钢板发展历程一、高强度钢板的起源高强度钢板的发展源远流长，早在20世纪60年代，人们就开始研究和应用高强度钢材。

当时，由于国家经济发展的需要和军事工业的要求，高强度钢板开始被广泛应用于航空航天、船舶、汽车、轨道交通等领域。

然而，由于当时的冶炼技术和生产工艺的限制，高强度钢板的应用受到了一定的局限。

二、高强度钢板的突破随着科学技术的进步和冶炼技术的改进，高强度钢板在20世纪80年代迎来了新的突破。

当时，人们通过合金设计、热处理工艺和控制轧制温度等手段，成功地提高了钢材的强度和塑性。

这些突破使得高强度钢板的应用范围得到了进一步扩展，特别是在汽车制造领域，高强度钢板成为轻量化设计和安全性能提升的重要材料。

三、高强度钢板的应用随着高强度钢板的突破和发展，其在各个领域的应用也越来越广泛。

在汽车制造领域，高强度钢板可以用于制造车身结构和安全部件，提高车辆的抗碰撞能力和乘员的安全性。

在船舶制造领域，高强度钢板可以用于制造船体结构，提高船舶的载重能力和抗风浪能力。

在建筑领域，高强度钢板可以用于制造桥梁和高层建筑的结构部件，提高建筑物的抗震性能和使用寿命。

四、高强度钢板的未来发展随着科学技术的不断进步和工艺技术的不断创新，高强度钢板的发展前景十分广阔。

未来，人们将继续在合金设计、热处理工艺和控制轧制温度等方面进行研究和突破，进一步提高高强度钢板的强度和塑性。

同时，人们还将加强高强度钢板的表面处理和涂层技术研究，提高钢材的耐腐蚀性能和美观度。

此外，随着人们对环境保护和可持续发展的重视，高强度钢板的绿色制造和循环利用也将成为未来发展的重要方向。

总结而言，高强度钢板的发展历程经历了起源、突破、应用和未来发展四个阶段。

从过去的局限到现在的广泛应用，高强度钢板在工业领域发挥着重要作用。

随着科学技术的进步和工艺技术的创新，高强度钢板的发展前景十分广阔，相信在不久的将来，高强度钢板将在更多的领域得到应用，并为社会发展做出更大的贡献。

800MPa级高强钢的组织演变及性能研究近年来,随着我国汽车制造业的迅猛发展,对汽车用钢板的需求与日俱增,对汽车碰撞安全性能的要求也在不断提高,加之目前钢铁工业面临着原材料及能源短缺、环境污染等诸多问题,汽车节能减排已经成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题,对于占我国汽车产量30%的重载汽车而言,轻量化技术是目前重载汽车节能减排最快速有效的技术措施。

因此有必要对汽车用钢的生产工艺进行研究,以开发出高质量、低成本的高强度薄钢板替代原有的低强度厚钢板,从而实现车身轻量化。

本文对Nb-Ti-Mo微合金化超高强汽车板的奥氏体高温变形行为及连续冷却相变行为进行了基础理论研究,并进行了实验室热轧实验。

论文的主要工作如下:(1)利用热模拟实验技术,通过单道次压缩实验研究了实验钢奥氏体高温变形行为,分析了变形温度、变形量及应变速率对实验钢动态再结晶行为和变形抗力的影响。

结果表明,高变形温度和低应变速率有利于发生奥氏体动态再结晶,并确定了动态再结晶激活能、动态再结晶模型以及变形抗力模型。

(2)通过连续冷却相变实验对奥氏体在连续冷却过程中的相变行为进行了研究,并绘制了静态和动态CCT曲线,研究了变形和冷却速率对相变行为的影响。

变形促进了铁素体相变并细化了铁素体晶粒,变形通过促进铁素体相变间接影响了珠光体相变和贝氏体相变。

(3)在实验室条件下进行了热轧实验,对实验钢的控轧控冷工艺进行了研究,分析卷取温度和冷却速度对实验钢组织性能的影响。

结果表明,随着卷取温度的降低和冷却速度的提高,实验钢的强度硬度增加,塑性指标下降。

(4)利用透射电子显微镜观察金属薄片样品,对实验钢中的析出物进行了分析,确定了实验钢的强化机制并对各个强化机制对实验钢强度的贡献量进行了研究。

实验钢的显微组织以贝氏体铁素体为主,贝氏体铁素体基体中含有大量弥散析出的尺寸在5～20nm的近似圆形析出物(Nb,Ti,Mo)C,其形核机制以位错形核为主。

实验钢的强化机制有固溶强化、位错强化、细晶强化及析出强化,对应的强度贡献量分别为118MPa、75MPa、218MPa、299MPa。