超高强度钢在汽车上的应用.
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汽车钢材强度等级
汽车钢材是汽车制造中不可或缺的材料之一,其强度等级直接影响着汽车的安全性能。
目前,汽车钢材的强度等级主要分为三类:低强度钢、中强度钢和高强度钢。
低强度钢是指抗拉强度小于270MPa的钢材,主要用于汽车车身的非承重部位,如车门、车顶等。
这类钢材具有良好的可塑性和冲击韧性,能够有效吸收碰撞能量,保护车内乘员的安全。
中强度钢是指抗拉强度在270-550MPa之间的钢材,主要用于汽车车身的承重部位,如车架、底盘等。
这类钢材具有较高的强度和刚性,能够承受较大的载荷和冲击力,保证车辆的稳定性和安全性。
高强度钢是指抗拉强度大于550MPa的钢材,主要用于汽车车身的关键部位,如前后保险杠、车门柱等。
这类钢材具有极高的强度和刚性,能够有效抵抗高速碰撞和侧面碰撞等严重事故,保护车内乘员的生命安全。
随着汽车制造技术的不断发展,高强度钢的应用越来越广泛。
目前,许多汽车制造商已经开始采用高强度钢材来提高汽车的安全性能。
例如,现代汽车的新款车型采用了高强度钢材,使车身刚性提高了30%,同时减轻了车身重量,提高了燃油经济性。
汽车钢材的强度等级是汽车安全性能的重要指标之一。
不同的强度
等级适用于不同的车身部位,能够有效提高汽车的安全性能,保护车内乘员的生命安全。
随着汽车制造技术的不断发展,高强度钢材的应用将会越来越广泛,为汽车行业的发展带来更多的机遇和挑战。
高强钢和超高强度钢的定义及特点1. 引言高强钢和超高强度钢是现代材料科学和工程领域中的两个重要概念。
随着工业技术的不断发展,对材料强度和性能的要求也越来越高。
高强钢和超高强度钢以其卓越的力学性能和广泛的应用领域而备受关注。
本文将对高强钢和超高强度钢的定义、特点和应用进行详细介绍。
2. 高强钢的定义和特点高强钢是指抗拉强度大于等于540MPa的钢材。
相对于普通碳素钢,高强钢具有以下特点:2.1 强度高高强钢的抗拉强度大于等于540MPa,远高于普通碳素钢的抗拉强度。
这使得高强钢在承受大的外力时能够更好地抵抗变形和破坏,提高了结构的安全性和可靠性。
2.2 韧性好高强钢不仅具有高强度,而且具有较好的韧性。
在承受外力时,高强钢能够发生一定程度的塑性变形,从而吸收外力的冲击能量,减少结构的破坏。
这使得高强钢在工程结构中能够更好地应对地震、风载等复杂环境的作用。
2.3 可焊接性好高强钢通常具有良好的可焊接性,可以通过常规的焊接工艺进行连接。
这使得高强钢在工程施工中更加方便快捷,降低了施工难度和成本。
2.4 重量轻相对于普通碳素钢,高强钢的强度更高,但密度相对较低,因此具有较轻的重量。
这使得高强钢在汽车、航空航天等领域得到广泛应用,可以减轻结构自重,提高载荷能力和燃油效率。
3. 超高强度钢的定义和特点超高强度钢是指抗拉强度大于等于980MPa的钢材。
相对于高强钢,超高强度钢具有以下特点:3.1 极高的强度超高强度钢的抗拉强度远远超过普通钢材,达到甚至超过980MPa。
这使得超高强度钢在工程中可以承受更大的荷载,应用于更为苛刻的环境中。
3.2 卓越的韧性超高强度钢在具有极高强度的同时,韧性也相对较好。
这是通过合理的化学成分设计和热处理工艺实现的。
超高强度钢能够在承受外力时发生较大的塑性变形,从而吸收更多的冲击能量,提高结构的抗震性能。
3.3 优异的耐蚀性超高强度钢通常具有良好的耐蚀性,能够在恶劣的环境中长期使用而不受腐蚀的影响。
汽车钢材的强度等级划分通常根据其材料的力学性能和强度参数进行分类。
以下是常见的汽车钢材强度等级划分:
低强度钢(Low-Strength Steel):属于传统的钢材类型,强度较低。
主要用于车身结构的一些非承载部位和内饰部件。
中强度钢(Medium-Strength Steel):具有中等强度的钢材,可以提供一定的结构刚度和抗弯性能。
常用于车身结构的承载部位和部分安全关键部件。
高强度钢(High-Strength Steel):具有较高强度和优良的抗拉、抗压和抗弯性能。
高强度钢在提供车身刚度和抗冲击性能的同时,也能减轻车身重量。
常用于车身结构的关键部位和安全结构部件。
超高强度钢(Ultra-High-Strength Steel):具有极高的强度和优异的机械性能。
这类钢材通常由合金化钢、热处理钢和复合材料等构成,用于提供更高的刚度、抗冲击性能和安全保护。
常用于车身的安全关键部位和变形吸能结构。
汽车钢板的性能要求及钢板种类汽车钢板是用于制造汽车车身或重要汽车零部件的钢材。
为了满足汽车的性能和安全要求,汽车钢板需要具备一系列特定的性能和质量要求。
本文将就汽车钢板的性能要求和常用的钢板种类进行介绍。
一、汽车钢板的性能要求1.强度和延展性:汽车钢板需要具备足够的强度来承受车身和零部件的载荷。
同时,钢板还应具备较高的延展性,以便在碰撞时能有效地吸收能量,保护乘客的安全。
2.疲劳性能:汽车钢板在使用过程中会经历循环的应力,因此需要具备良好的疲劳性能,以防止材料因长期的应力作用而出现断裂。
3.焊接性能:汽车钢板常需要进行焊接,因此钢板需要具备良好的焊接性能,包括焊缝强度和焊接变形控制等方面。
4.耐腐蚀性:汽车钢板暴露在各种环境条件下,需要具备较高的耐腐蚀性,以延长汽车的使用寿命。
5.表面质量:汽车钢板的表面应光滑平整,不应有划痕、氧化和变色等缺陷,以确保车身外观的质量和美观度。
6.成本和可加工性:汽车钢板在制造过程中需要易于加工,同时应具备较低的成本,以促使整个汽车制造过程的经济性。
二、汽车钢板的种类1.结构用钢板:结构用钢板主要是用于制造汽车车身和车身零部件。
根据不同的要求,结构用钢板可分为高强度钢板、超高强度钢板和高强度冷轧复合钢板等。
-高强度钢板:高强度钢板具有较高的强度和延展性,通常用于制造车身的重要零部件,如A柱、B柱、搁板等。
-超高强度钢板:超高强度钢板具有更高的强度和延展性,主要用于制造车身的关键部位,如危险区域的保护结构。
-高强度冷轧复合钢板:高强度冷轧复合钢板通过将不同材料的钢板复合而成,可以在保持较高强度的同时,增强钢板的延展性和耐腐蚀性。
2.饰面用钢板:饰面用钢板主要应用于汽车外部的饰面部件,如车身侧板、车顶等。
这种钢板需要具备良好的外观效果和表面质量,以满足汽车的外观要求。
-镀锌钢板:镀锌钢板主要通过在钢板表面镀上一层锌,提高钢板的耐腐蚀性。
-彩涂钢板:彩涂钢板则在钢板表面涂覆一层彩色涂料,以实现不同颜色和外观效果。
武钢高强汽车用钢板开发研究随着排放和碰撞安全法规的日益严格,以及消费理念的变化,对汽车燃油经济性和安全性的要求也越来越高,在汽车轻量化制造的同时提高安全性成为汽车工业发展的必然趋势。
国际钢协世界汽车用钢联盟项目未来钢制汽车FSV计划的研究结果表明,在不增加生产成本的前提下,通过大量使用先进高强钢(97%的HSS和AHSS应用比例)和先进制造技术,可以在满足碰撞安全要求的同时,较标杆车实现35%的白车身减重。
FSV项目体现了钢铁产品持续不断的轻量化潜力。
钢铁材料占汽车质量的70 %~80 %开发高强度钢板,提高高强钢应用比例,可以有效减轻车身质量。
武钢是国内的主要汽车用钢板供应商,根据汽车各部位零件的特点,开发出系列高强度汽车钢板,可满足汽车整车制造需要。
同时,武钢近年着力开发先进制造技术,加强先期介入EVI技术服务能力建设,强化与用户的技术沟通与技术支持,促进汽车和钢铁工业的共同进步。
高强度IF钢和烘烤硬化BH钢主要用于制造车身覆盖件。
这2个钢种兼具高强度和高深冲性能的优点,可以冲压成复杂的汽车覆盖零件。
用于替代传统深冲IF钢时,可以减薄零件厚度,减轻零件质量;同时,由于其屈服强度较高,特别是BH钢,在零件烘烤硬化后屈服强度可以增加40 MPa左右,提高了外板件的抗凹陷性。
BH钢控制和利用铁素体基体的自由碳原子,在烘烤过程碳原子重新固定在冲压塑性变形过程产生的位错里,从而提高屈服强度。
因此,BH钢具有时效性,需要在出厂后的3个月内使用,这对汽车厂的物流和冲压生产控制能力提出较高要求。
目前国内BH钢主要用于高档轿车的面板,以180 MPa和220 MPa级热镀锌钢板为主。
2车身安全结构件用高强钢车身碰撞安全设计的基本思想是,前仓和后仓部分相对于乘员区较软,在发生碰撞时尽可能地在前后仓产生塑性变形以吸收撞击能量;为保证乘员安全,乘员区应尽可能地减少变形,确保有效生存空间。
从材料的角度,体现在提高材料屈服强度、增加零件的刚度;低的屈强比(高应变强化能力)和高的伸长率则有利于提高材料拉伸曲线的下阴影面积,从而提高能量吸收能力。
高强钢和超高强度钢定义高强钢是指相对于普通钢而言,其强度较高的一类钢材。
在特定的条件下,高强钢具有更高的抗拉强度、屈服强度和延伸率。
而超高强度钢则是高强钢的进一步发展,其抗拉强度和屈服强度更高。
高强钢和超高强度钢在工程领域得到广泛应用,这主要归功于它们的优异机械性能。
高强钢可以减少钢结构所需用钢的数量,从而降低制造成本,提高工程效益。
超高强度钢则更多地应用于特殊领域,如航空航天、汽车制造和军事装备等。
具体来说,高强钢和超高强度钢主要有以下特点和定义:1. 抗拉强度:高强钢的抗拉强度一般在400 MPa以上,超高强度钢一般在700 MPa以上。
这意味着高强钢和超高强度钢能够承受更大的拉力,提高结构的承载能力。
2. 屈服强度:高强钢和超高强度钢的屈服强度也较高。
屈服强度是指材料开始发生塑性变形的抗力。
高强钢和超高强度钢的高屈服强度使其在受力时具有更好的抗塑性变形能力。
3. 延伸率:高强钢和超高强度钢的延伸率一般较低,即在受力后的塑性变形能力较差。
延伸率是指材料在拉伸过程中的变形量与原始长度之比。
虽然延伸率较低,但高强钢和超高强度钢的强度较大,能够抵抗外部力量对其造成的变形或破坏。
4. 成分控制:高强钢和超高强度钢的制造过程中对成分的控制非常关键。
通过合理调整材料中的碳含量、铬含量、锰含量和其他合金元素含量,可以有效提高钢材的强度和硬度。
5. 热处理:高强钢和超高强度钢的生产过程中通常采用热处理方法,如正火和回火。
这些热处理过程可改变钢材的晶粒结构和组织状态,从而提高其强度和硬度。
6. 表面处理:为了提高高强钢和超高强度钢的耐腐蚀性能和美观度,常采用热镀锌、喷涂或涂层处理等方法。
这些表面处理措施可以有效延长钢材的使用寿命。
总之,高强钢和超高强度钢是具有较高抗拉强度和屈服强度的钢材,具有优异的力学性能和工程应用价值。
通过优化成分和控制材料的热处理过程,可以制备出适用于不同领域的高性能钢材,推动工程材料的发展和应用。
随着机械制造工业的迅猛发展,增加金属材料的强度,以此减轻构件重量是结构钢的发展方向。
近年来,在工程机械,汽车车辆,煤炭、矿山机械等领域开始使用大量超高强度钢取代传统强度钢,所用金属材料的强度级别越来越高。
例如,采用Q1100QT制造工程机械的结构件,起重机的吊臂,汽车的梁结构,以及车体等移动设备的构件等等,都会明显减轻设备自重,减少燃料消耗,同时提高承载能力,提高工作效率,由此带来的经济效益极其可观。
主要从性能、成本和轻量化来综合考量,Q1100QT现已在上述领域广泛应用:→在相同的屈服、抗拉强度下,超高强钢用料更少,尽管单价更高,但总体来讲依然比使用普通钢材便宜,这样一来生产成本便会降低不少;→出于轻量化考虑,超高强钢在满足设计需求的情况下,重量较普通钢材更低。
例如为满足工程机械大型化、轻量化、重载荷等要求,工程机械用钢材需具备优良的综合力学性能。
屈服强度超1000MPa超高强钢板的使用将有效减轻设备自重,提高工程机械的工作效率,因此该系列钢种的需求量很大。
汽车用超高强度钢:高强度钢是相对软钢而言的,不同钢厂和汽车生产厂划分标准并不统一,分别按照屈服强度或抗拉强度划分。
根据国际钢铁协会的定义,将屈服强度在210~550MPa范围内的钢定义为高强度钢(HSS),屈服强度在550MPa以上的钢定义为超高强度钢(UHSS)。
在日系汽车中一般把抗拉强度在340MPa以上的定义为高强度钢,780MPa以上的定义为超高强度钢。
这两种方法都是经常采用的。
随着工程以及矿山机械的发展,用超钢强度级别要求越来越高,用钢向超高强和超高韧性发展。
国内工程用钢的开发起步行对较晚,随着近几十年来不断引进国外工程制造技术,我国工程用钢早已打破了以Q235和Q345低级别钢为主的状态。
目前已开发出了600、700、800以及1000MPa等多个级别的高强度和超高强度用钢。
南京和菱贸易有限公司主要经销宝钢、涟钢、武钢、马钢、南钢、太钢等大钢厂产品。
高强度钢丝的开发与应用钢丝帘线是生产子午线轮胎的重要骨架材料。
在轿车轮胎中,钢丝帘线主要用作带束层,而在载重子午线轮胎中钢丝帘线除作为带束层使用外还用作胎体层。
钢丝帘线的发展是随着子午线轮胎的发展而发展起来的。
在早期的子午线轮胎中使用的钢丝帘线结构比较单一,强度也比较低,一般在2200~2500MPa 左右,称为普通强度(NT)钢丝帘线。
随着子午线轮胎的发展,在钢丝帘线的结构上已有了长足的发展,用于各种轮胎的不同结构的钢丝帘线不断推出。
同时随着轮胎轻量化的要求,对高强度(HT)钢丝帘线待需求也越来越大。
高强度(HT)钢丝帘线具有优良的使用性能。
使用同样结构的高强度钢丝帘线与普通强度(NT)钢丝帘线相比,使用过程中其断裂负荷、耐冲击力、疲劳强度都能得到相应提高。
而且在能够减少钢丝帘线的用量,降低轮胎的生产成本。
因此,高强度钢丝帘线必将成为钢丝子午胎轮胎骨架材料发展的方向。
国外钢丝帘线发展起步早,技术比较先进,产品的品种齐全。
在轮胎行业中,高强度钢丝帘线使用也比较普遍。
从近几年国外轮胎剖析可见,不论是在半钢子午胎还是在全钢子午胎中、不论是在胎体还是带束层中,都能看见高强度钢丝帘线的使用。
我们国家钢丝帘线生产起步比较晚,但发展很快。
目前我国已有钢丝帘线生产企业20家,其中民营企业7家,(主要代表为江苏兴达钢丝帘线股份有限公司),合资或国外独资企业13家(以贝卡尔特公司为主要代表)。
我国钢丝帘线的年产量1998年为4.5万吨,到2008年已达88.7万吨,产能已达100万吨,10年提高了20倍。
目前仍有一些新厂正在建设中,江苏兴达钢丝帘线股份有限公司建设中的第九分厂产能达20万吨。
虽然我国钢丝帘线的产量和能力已能满足市场的需要,但高强度钢丝帘线所占的比重还比较小。
生产的高强度钢丝帘线还是以带束层钢丝为主,胎体钢丝还比较少。
这主要是因为生产高强度钢丝帘线需要使用含碳量较高的钢,耐屈挠性差,不适合做胎体。
另一方面,应用技术也是亟待开发的问题。
高强度钢分类
高强度钢是一种以高拉伸强度、高屈服强度和良好的抗疲劳性能为特点的钢种。
根据不同的分类方式,高强度钢可以分为以下几类:
1. 超高强度钢
超高强度钢的主要特点是其拉伸强度达到了2000MPa以上。
由于其强度非常高,使得其广泛应用于汽车、航空航天、船舶等领域。
目前,国际上主要采用的超高强度钢有双相钢、TRIP钢、TWIP钢等。
2. 高强度低合金钢
高强度低合金钢的主要特点是拉伸强度大于等于485MPa,屈服强度大于等于345MPa,并且具有良好的冷成型能力。
该种钢材广泛用于轻型车、重型车、机械制造等领域。
3. 高强度无缝钢管
高强度无缝钢管的主要特点是拉伸强度和屈服强度较高,具有优异的耐磨损、高温、抗压等性能。
该品种的钢管广泛用于化工、石油、天然气等领域。
4. 高强度耐磨钢板
高强度耐磨钢板的主要特点是耐抗磨损、抗冲击、抗压、抗焊接等性能良好。
目前,该种钢材被广泛应用于采矿、建筑、港口、机械等领域。
5. 高强度耐腐蚀钢板
高强度耐腐蚀钢板具有非常高的耐腐蚀性和抗氧化性,目前广泛应用于船舶、化工、机械制造等领域。
总之,高强度钢作为一种新型的材料,不断推动着我国制造业的发展。
在不同的应用领域中,高强度钢都有着重要的作用。
未来,随着科技
的不断进步,高强度钢的发展将会更加快速和全面。
新型合金的分类如下:1.超高强度钢:这是一种强度和韧性兼备的新型合金,在汽车、航空航天等领域得到广泛应用。
超高强度钢分为微合金超高强度钢和双相钢两种。
这两种超高强度钢都具有优异的强度和塑性,能够承受高强度的冲击和拉力。
2.形状记忆合金:这是一种能够自动恢复形状的新型合金,通常由钛、镍、铜、铝等元素组成。
形状记忆合金在医疗器械、航空、火车、汽车等领域都有广泛的应用。
形状记忆合金的最大特点是能够在变形后恢复原形,具有很强的转变能力。
3.超高温合金:主要用于航空航天领域和工业领域,这种新型合金具有很高的抗氧化性和耐高温性能。
超高温合金的主要元素是钴、镍、钨、铝等,这些元素能够在极高温度下保持稳定性和机械性能。
4.铝锂合金:是一种轻质高强度合金,在航空航天、汽车、铁路、船舶等领域广泛应用。
铝锂合金的密度比传统的铝合金低,同时强度和刚度都更高,能够提高科技制品的安全性和可靠性。
5.储氢合金:一种在一定条件下能吸收和释放氢的新型合金。
氢具有良好的生命周期,可用于大型电池,特别是电动汽车、混合动力汽车、大功率应用等。
6.纳米金属材料:纳米材料的发展可以通过金属材料的剧烈塑性变形,使金属材料的微观组织和晶粒尺寸显著细化到亚微米(0.1~1微米),从而大大提高其强度。
7.金属间化合物:金属间化合物是指金属、金属和准金属之间可以形成的化合物。
其中重要的是σ阶段和Loves阶段,它们都属于网络拓扑密集行(TcP)阶段。
8.非晶态金属:是一种原子尺度上结构无序的金属材料。
大多数金属材料具有高度有序的结构,原子(晶体)周期性排列,具有平移对称、旋转对称、镜像对称和角对称(准晶体)的特征。
以上就是新型合金的分类,希望能够帮助到您。
高强度钢在汽车车身上的应用
彩钢结构网发布日期:2011-02-28 10:31 文章采编:彩钢结构网点击: 144次目前,国内外很多新上市的车广泛应用了先进高强度钢,如双相钢、相变诱导塑性钢、复相钢及马氏体钢。
有些采用了热冲压成形技术,抗拉强度大于1300MPa,大大提高了汽车车身的结构强度及能量吸收能力。
国内现在能够方便地获得冷冲压超高强度板材并开发关联模
目前,国内外很多新上市的车广泛应用了先进高强度钢,如双相钢、相变诱导塑性钢、复相钢及马氏体钢。
有些采用了热冲压成形技术,抗拉强度大于1300MPa,大大提高了汽车车身的结构强度及能量吸收能力。
国内现在能够方便地获得冷冲压超高强度板材并开发关联模具。
宝钢已经开发出成熟的热冲压
B1500HS系列板材,初步具备热冲压模具设计和制造能力。
到目前为止,对于高强度钢板还没有一个统一的定义。
最常见的定义就是基于Volvo汽车公司和SSAB联合发布的标准。
根据这个标准,高强度钢板的屈服强度应为340~600MPa,超高强度钢饭的屈服强度应为600~800MPa,特高强度钢板的屈服强度至少应为800MPa。
由于超高强度板具有高的加工硬化能力,其与成形性相同的普通钢相比,具有很强的吸收能量能力,广泛应用于结构梁类零件。
这些梁类件除具有吸收能量的作用,还与其他零件进行搭接,形状比较复杂。
而单件的基准往往就是关联的分总成的定位基准,对形位公差要求较高。
为了保证碰撞后的车内空间,要求结构梁类零件没有变形或变形量很小,超高强度板恰好具有这样的优点。
典型的应用零件有前、后门左/右防撞杆(梁),前、后保险杠,A柱加强板,B柱加强板,C柱加强板,下边板,地板中通道,车顶加强梁等。
要获得超高强度的车身钣金件有两种方法:一种是采用冷冲压;另一种是采用热冲压专用钢板通过热冲压制成。
超高强度板的冷冲压与普通冷冲压的工序差别不大,一般都有落料、拉深成形、冲孔切边、折边、整形等工序。
模具有特殊的要求,主要体现在工作型面的材质、硬度和表面处理上。
材质使用DC53、D2、SKDII等,采用PVD表面处理,硬度达到3300HV左右。
同时,模具调试复杂、困难,周期长。
一般采用油压机生产,需要较长的保压时间,产品的反弹、扭曲、起翘都比较严重。
热冲压与普通冷冲压有较大的区别。
热冲压是一种将含硼元素坯料加热并转移到成形工具中的工艺,成形和硬化一步完成,回火可以通过在压力机中零件冲压过程中自身的热量完成,零件可以获得超过1300MPa的抗拉强度和8%的伸长率。
由于硬化过程中部件仍被固定在模具内,变形被控制在最小。
热冲压一般有6道工序:剪板落料、热冲压、激光剪切和冲孔、喷丸除锈和涂防锈油,其中只有第二道工序热冲压使用模具。
热冲模与普通模具的区别也较大,内部要钻空以布置复杂的冷却水管,无拉延筋,工作型面的设计要考虑热胀冷缩的影响,使用耐高温的特殊模具钢,作业中要求快速合模,上下模的闭合高度较低,模具强度、寿命普遍低于冷冲压,生命周期一般在15万~30万件;另外,还需要加热装置、快速输送装置和冷却水循环系统。
每一车身有4000~5000个焊点,电阻点焊是车身构造中最重要的,也是重复性较好的连接方法之一。
超高强度板焊接时,需要较高的焊接力、较低的焊接电流、较长的熔核时间。
在设计焊枪的几何尺寸时,必须使焊接力有30%的富余量。
尽可能选择中频变压器,有利于焊珠形成,提高焊接质量。
选择硬度较高、导热较好的Cr-Cu电极头。
合理设置焊接规范,一般一把焊枪需要焊几个板组的多个焊点,需要通
过多次试片焊接试验,找到合适的交集。
电弧焊在汽车制造业的连接技术中仍是代表性的重要工艺,常用的是金属惰性气体焊(MIG)。
在汽车制造中,焊缝破坏性检验是控制焊接质量的关键方法,需要通过控制焊接参数(包括金属堆积、焊接电流、电流持续时间)来保证焊接有效。
必须限制电流脉冲后的持续时间,保证焊缝中热量足够,并有自回火的时间。