車身輕量化材料——高強(qiáng)度鋼板熱成形技術(shù)

1、車身輕量化材料車身輕量化材料——高強(qiáng)度鋼板熱成形技術(shù)高強(qiáng)度鋼板熱成形技術(shù).汽車用高強(qiáng)度鋼板汽車用高強(qiáng)度鋼板長(zhǎng)期以來(lái)，鋼鐵一直是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)，雖然汽車制造中鋁和塑料的用量不斷增加，但鋼鐵材料仍是汽車的主要材料。21世紀(jì)的汽車行業(yè)，降低燃料消耗、減少CO2和廢氣排放已成為社會(huì)的需求，作為材料生產(chǎn)廠的鋼鐵業(yè)為了適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，已開發(fā)出許多種類的高強(qiáng)度鋼板來(lái)幫助減輕汽車重量，適應(yīng)汽車工業(yè)的新要求。近年來(lái)，超輕超薄高強(qiáng)度鋼板的品質(zhì)和性能大大提

2、高，相信到2020年，高強(qiáng)度鋼板在汽車上的使用率將超過(guò)70%。1.1高強(qiáng)度鋼板等級(jí)劃分高強(qiáng)度鋼板等級(jí)劃分對(duì)于高強(qiáng)度鋼的定義，一直并無(wú)定論，被鋼鐵界普遍認(rèn)同的是ULSABAVC(UltraLightSteelAutoBodyAdvancedVehicleConcept)聯(lián)合會(huì)進(jìn)行的劃。。將屈服強(qiáng)度為210—550MPa的鋼定義為高強(qiáng)度鋼(HSS，HighStrengthSteel)，也就是傳統(tǒng)的高強(qiáng)度鋼，典型的如碳錳(CMn)鋼、烘烤硬化

3、鋼(BH)等。屈服強(qiáng)度為550MPa以上的鋼定義為超高強(qiáng)度鋼(UHSS，UltraHighStrengthSteel)，典型的如孿晶誘導(dǎo)塑性鋼(TWIP鋼)、熱成形鋼(HF)等。而先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS，AdvancedHighStrengthSteel)的屈服強(qiáng)度覆蓋于HSS和UHSS之間的強(qiáng)度范圍，在5001500MPa之間，典型的如雙相鋼(DP鋼)、相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP鋼)、馬氏體鋼(MART鋼)。圖1為各類汽車用鋼板的屈服強(qiáng)

4、度與延伸率的關(guān)系，隨著強(qiáng)度的提高，延伸率下降。在ULSABAVC項(xiàng)目中，為了同常規(guī)的高強(qiáng)度鋼板區(qū)別開來(lái)，把DP鋼、TRIP鋼和B鋼等以相變強(qiáng)化為主的鋼板統(tǒng)稱為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板，這類鋼板具有高的減重潛力、高的碰撞吸收能，在汽車輕量化和提高安全性方面起著非常重要的作用，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)。熱成形工藝與傳統(tǒng)的成形工藝相比，其特點(diǎn)是在板料上存在著一個(gè)不斷變化的溫度場(chǎng)。那么熱成形用鋼板的成分就有一些特殊的要求，其成分設(shè)計(jì)也要適應(yīng)熱成形過(guò)程中的熱

5、循環(huán)。在這個(gè)溫度場(chǎng)的影響下，板料的基體組織和力學(xué)性能發(fā)生了變化，從而板料的應(yīng)力場(chǎng)也發(fā)生了變化。在成形過(guò)程中，板料的應(yīng)力場(chǎng)變化又反作用于溫度場(chǎng)，如圖2。熱成形工藝，正是這樣一個(gè)板料內(nèi)部溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)同時(shí)共存，相互作用，耦合的變化過(guò)程，對(duì)板料在成形過(guò)程中的流動(dòng)、變形等造成影響。表1簡(jiǎn)單地描述了這些相互作用。圖2應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和金屬微觀組織的相互作用表1應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和金屬微觀組織的相互作用的描述2.1.22.1.2實(shí)際熱成形加工工藝實(shí)際熱成