汽车钢板强度及加工工艺的一些认识

这个是我转帖，非我原创。

 
汽车超高强度钢（AHSS）薄板是现代轿车车身制造过程中的首选材料。使用该材料后，车身重量会下降20%左右，整车重量会下降3至5%，轿车的燃油消耗下降2%左右，轿车的废气排放情况也会有所改善。新材料及其相应新工艺中的制定板材技术、智能化冲压技术和激光技术等，使现代车身制造技术产生了一个新的飞跃。
在汽车车身制造的发展进程中，早期的汽车车身是使用低强度钢薄板（如A1、A2、A3钢板），屈服强度少于210MPa。后来，大多数汽车车身都使用高强度钢板（如HSS钢，包括CMN、HSLA、BH、HSSIF钢等），屈服强度在210Mpa至550MPa之间。近几年，有些汽车开始采用超高强度钢薄板（AHSS钢中M、DP、TRIP、CP钢），其屈服强度在550MPa至1200MPa之间。目前全世界拥有6.25亿辆汽车，这成为大量能源的消耗，大量产生排放和噪音，造成环境污染的主要源头。在汽车制造中采用超高强度钢薄板，是解决汽车车身自重大、噪音大、油耗高、回收利用率低、成本高等难题的有效途径之一。
性能和选用
汽车车身用超高强度钢薄板，主要是指AHSS钢，包括：双相钢（DP）、相变诱导塑性钢（TRIP）、复相钢（CP）和马氏体钢（M）。这类钢主要通过相应的相变来强化组织结构，达到相对的超高强度（强度范围500至1500MPa），并且具有较高的疲劳强度、成型塑性、碰撞吸收性能、高的减振减重潜能和低的平面各向异性等优点。
DP钢
DP钢主要的组织是铁素体和马氏体或奥氏体，其中马氏体含量在5%至20%之间。强度为500至1200MPa,并具有低的屈强比、高硬化指数、高加工硬化指数、高烘烤硬化性能，而没有屈服延伸和室温时效等优点。DP钢一般用于制造高的强度、高的抗碰撞吸收、易成型、要求严格的零件，如车轮轮毂、保险杠、悬挂系统和加强件，也可用在汽车的内外板等零件上。DP钢主要成份是C和Mn，也可适量加CrMo，使C曲线右移，避免冷却时析出珠光体和奥氏体。
TRIP钢
TRIP钢主要组织是铁素体、奥氏体和残留奥氏体。主要成份是C、Si和Mn，其中Si作用是抑制贝氏体转变时渗碳体析出。屈服强度为600至800MPa。与其他同级别的高强度钢相比，TRIP钢的最大特点是兼具高强度和高延伸性能，可冲制较复杂的零件；还具有高碰撞吸收性能，车身一旦遭遇碰撞，通过自身形变来吸收能量，而不向外传递，常用作汽车的保险杠、汽车底盘等。此外，它还具有优良的高速力学性能和抗疲劳性能，主要用于汽车结构件及其加强件、以及拉延深的汽车零件，如机油盘、车门、罩壳等。
TRIP钢系列产品包括热轧、普冷、电镀和热镀锌几大类。宝钢开发成功的TRIP钢，强度级别为60公斤，大致能使车身减薄10%至20%。
CP钢
CP钢主要组织是细小的铁素体和高比例的硬相（马氏体、贝氏体），含有NbTi等元素。CP钢同TRIP钢的冷却模式相同，屈服强度为800至1000MPa，具有较高的吸收性能和吸收扩孔性能，特别适用于制作车门、防撞杆等零件。
M钢
M钢主要组织是通过高温的奥氏体组织快速淬火，转变为板条马氏体组织，含有较高的C、Mn、Si、Cr、Mo、B、V、Ni等合金元素。其最高屈服强度可达1500MPa，是超高强度钢中强度级别最高的钢种，主要用于成型要求低的车身零部件，代替管状零件，减少制造成本。
所以说，材料都是那些材料，工艺还是相当重要的。

很多**喜欢拿具体的钢板强度说事，什么1480Mpa甚至1600－1800Mpa超高强度钢材，什么航天用Q345C不锈钢，590号钢，抗拉强度590Mpa。其实都是噱头，不同钢材的不同名称而已
45#中碳钢，屈服强度355Mpa，抗拉强度590Mpa，被国内汽车行业广泛使用，也就是某车型宣传册子里面标称的590号钢（全车身强度最高的部分采用的钢材）...
Q345C钢材，屈服强度≥325Mpa，早已广泛应用于无缝钢管,各种合金板,结构钢材之中，航天工业也在用，但是没到什么“之前只有航天工业用过”之说
至于1480Mpa的超高强度钢，请看下面的说明
汽车覆盖件和汽车结构件都是冷冲成形。我们一直讲的汽车钢板的强度，指的是钢板的“抗拉强度”，如果车身被“撕裂”了，这个就是钢板的抗拉强度超过了极限，但是多数情况下，在车身铁皮撕裂前，焊点先被撕脱。所以哪怕钢材是几千Mpa的强度，焊点质量不好，车身一样不堪一击
45钢已经无法锻压成为复杂形状了,把钢材折弯是非常简单，关键是冲压成型，复杂成型 ，高碳钢的延展性普遍不好。
45中碳钢板由于拉深系数小，塑性变形能力差，只能用于一些简单的折弯件以及一些管材。在过去的生产过程中，一般在总装厂(也就是所谓的主机厂)对使用的中碳钢板都不进行热处理的，原因是热处理工序速度慢，效率低，跟不上生产线的速度。个别的中碳钢零件，如果确实要热处理，一般就交给配套厂去生产，如果一个配套厂生产忙不赢，就多安排几个配套厂。
哪知道，现在，仅仅把很普通的中碳钢拿来做个热处理，再焊接到汽车上，就安了个新名词“超高强度钢板”，“极高强度钢板”，不得不佩服现在的一些汽车企业忽悠人的本事。这里不知道有没有学机械制造的或者学金属材料与热处理的，学过很浅显的热处理知识的人都知道，仅仅是把一段很廉价的铁轨，就是火车轨道，拿来做个热处理，就可以达到1100兆帕（也就是110公斤每平方毫米）的抗拉强度，这难道就是“极高强度钢轨”？？
这种极高强度钢板其实就是很普通的中碳钢板，价格比延展性能、拉深性能更好的08F、08Al要低得多，某些汽车制造厂把它拿来做了个热处理，就加了个忽悠人的名字“极高强度钢”。并且，由于国外钢铁企业对中国钢材市场的倾销，国外的钢板价格更低，中国企业乐于购买。于是就产生了“国外进口的极高强度钢板”。
国内的装甲钢板，在没做热处理前，都只有500～980兆帕的抗拉强度，我开始就纳闷，怎么汽车的钢板强度竟然比坦克的都高。结果，我说的装甲钢板强度是没做热处理前的强度，而那些枪手忽悠的极高强度钢板是热处理后的强度。
每一个汽车制造企业都用了这种热处理后强度提高的钢板，只不过绝大多数企业都认为这是很正常的事情，没什么值得“炫耀”的。绝大部分汽车制造企业在底盘横梁，四抡悬架系统上都使用了淬火后强度在1000Mpa以上的中碳钢板，他们都认为是很正常的事情，从来没想过要把使用这样的钢板安上一个“极高强度钢板”的名词来炒作。这样的钢板在加工过程中有一定的局限，就是只能运用于简单的折弯件，以及浅拉深零件；如果汽车制造的零件需要深拉深，这样的钢板就没法选择了，只有选择08F这样的钢板。
下面再看看日本在钢板方面的最高技术水平
3、上世纪60年代以前，日本建造潜艇，主要使用屈服强度为 290MPa 的 NS36 钢。
4、上世纪70年代以前，日本建造潜艇，主要使用屈服强度为 450MPa 的 NS46 钢。
5、上世纪80年代以前，日本建造潜艇，主要使用屈服强度为 620MPa 的 NS63 钢。
6、上世纪结束，日本主要使用屈服强度为780MPa的NSS0钢建造潜艇。