汽车车身用高强度钢及其加工性的探讨.pdfVIP

第五届中国国际金属成形会议 MetalFormChina2009 CMF’09一Conference 2009．11．14．17 www．china．metalform．tom 汽车车身用高强度钢及其加工性的探讨 李建军 摘要：随着环保意识的增强和安全性能要求的提高，汽车车身构造及其所用材料也在发 生变化。为了减轻车身自重并提高其安全性能，越来越多的高强度钢被运用于汽车车身中。 本文就高强度钢在汽车车身中的运用、发展的状况及其冲压成形性、焊接性等)mT-性能进行 综述。 近年来，为了提高燃料利用率、减少C02排放量以尽可能降低对环境的污染，使得汽 车工业在追求外观靓丽、乘用舒适型车身设计的同时将关注的目光投向了车体轻量化。车体 轻量化的最有效、最直接的对策就是减少不必要的零部件及用铝合金等轻金属取代原来的钢 铁材料【l刁】。可是零部件的减少是有限度的，而铝合金等轻金属的使用则受到它们自身的价 格、加工性和车体的安全性所限制。现在，轻快、安全与舒适己成为了汽车车身设计的主题。 steel)越 为了既能实现车体轻量化又能保证车体安全性系数，高强度钢(HSS：highstrength 来越受到汽车工业的青睐。在欧、美、日等汽车工业先进国家，如图1所示高强度钢在汽车 车身中的运用呈逐年递增之势，具有良好的运用前景14J。 本文将介绍高强度钢在汽车车身中的运用及发展的状况，并就其冲压成形性、焊接性等 加工性能进行探讨和分析。 1．高强度钢板的现状和发展动向 迄今为止，根据用途的不同，采用不同的强化机制获得了多种汽车车身用高强度钢板。 图2显示了依靠不同的强化机制获得几种高强度钢的强度和延伸率嗡1。传统的汽车车身用钢 主要是靠添加合金成分获得固溶强化(solid—solutionhardened)或析出强化 hardened)。如图2所示，析出强化型钢虽然具有较高的强度，可是低延 (precipitation 伸率的特性使其冲压成形性较差；而固容强化型钢虽具有较好的延展性却其强度较低。 对于用来制造汽车部件的钢板，既要确保其冲压成形性，又需对其碳当量加以控制以不 妨害其焊接性。在这种情况下，要获得高强度钢，通常对钢的组织需保证有马氏体相。但单 超高强度，因其延展性很低难以保证加工性，在汽车车 身中的应用则受到限制，仅用于加强件。 型删F=￡===!==■f—一 于是以提高延展性的组织控制型高强度钢进行了 研制，并于二十世纪末，进入了实用化阶段。最先实用 化的组织控制型钢是抗拉强度(tensilestrength)为 590MPA级的双相钢(dualsteel：以下称DP钢)。 phase DP钢室温组织主要由铁素体和马氏体构成，铁素体为基 体相，岛状的马氏体分布于其上。软的铁素体赋予DP钢 较低的屈强比、较大的延伸率，具有优良的塑性；而硬 的马氏体则赋予其高的强度。鉴于此，综合性能较好的 580MPa级DP钢取代了原来的440MPa级钢作为汽车车 口。二．。_一毒譬。_昌_目一。一-膏．I∞∞冒 身结构件的主要材料。随之研制的780^!IPA级DP钢，现 Year 也广泛用于车汽车结构件。最近，通控制马氏体的体积 图l在汽车白车身中高强度钢使用率 分数、分散状态和两相的硬度差，从而改善DP钢的伸 的发展趋势 Trendof steelratio 长翻边性不足，研制出延展性和伸长翻边性兼备的 Fig．1 highstrength 980MPa级DP钢。 of 翱中国锻压协会confede旧廿onchjn