現(xiàn)代汽車制造業(yè)的核心是安全和環(huán)保，對車身要求“提高強度、減輕重量”。先進高強度鋼在這種背景下蓬勃發(fā)展，大量應用于汽車車身的結構件、安全件上。

 

汽車用高強鋼類型

1、雙相鋼

（DP鋼，Dual Phase Steels）

2、復相鋼

（CP鋼，Complex Phase Steels）

3、相變誘導塑性鋼

（TRIP鋼，Transformation Induced Plasticity Steels）

4、馬氏體鋼

（MS鋼，Martensitic Steels）

5、淬火延性鋼

（QP鋼，Quenching and Partitioning Steels）

6、孿晶誘發(fā)塑性鋼

（TWIP鋼，Twinning Induced Plasticity Steels）

7、硼鋼

（PH鋼或B鋼，Press Hardening/Boron Steels）

雙相鋼（DP鋼）

性能特點：

無屈服延伸、無室溫時效、低屈強比、高加工硬化指數和高烘烤硬化值。

典型應用：

DP系列高強鋼是目前結構類零件的首選鋼種，大量應用于結構件、加強件和防撞件。

如，車底十字構件、軌、防撞桿、防撞桿加強結構件等。

復相鋼（CP鋼）

性能特點：

晶粒細小，抗拉強度較高。與同級別抗拉強度的雙相鋼相比，其屈服強度明顯要高很多。具有良好的彎曲性能、高擴孔性能、高能量吸收能力和優(yōu)良的翻邊成形性能。

典型應用：

底盤懸掛件，B柱，保險杠，座椅滑軌等。

相變誘導塑性鋼（TRIP鋼）

性能特點：

組織中含有殘余奧氏體，有良好的成形性能。在成形過程中殘余奧氏體會逐漸轉變?yōu)橛驳鸟R氏體，有利于均勻變形。

TRIP鋼還具有高碰撞吸收能、高強度塑性積和高n值的特點。

典型應用：

結構相對復雜的零件，如B柱加強板、前縱梁等。

 

馬氏體鋼（MS鋼）

性能特點：

屈強比高，抗拉強度高，延伸率相對較低，需要注意延遲開裂的傾向。

具有高碰撞吸收能、高強度塑性積和高n值的特點。

典型應用：

簡單零件的冷沖壓和截面相對單一的輥壓成形零件，如保險杠、門檻加強板和側門內的防撞桿等。

 

淬火延性鋼（QP鋼）

性能特點：

以馬氏體為基體相，利用殘余奧氏體在變形過程中的TRIP效應，能實現(xiàn)較高的加工硬化能力，因此比同級別超高強鋼擁有更高的塑性和成形性能。

典型應用：

適用于形狀較為復雜的汽車安全件和結構件，如A、B柱加強件等。

孿晶誘發(fā)塑性鋼（TWIP鋼）

性能特點：

TWIP鋼為高C、高Mn、高Al成分的全奧氏體鋼。通過孿晶誘發(fā)的動態(tài)細化作用，能實現(xiàn)極高的加工硬化能力。TWIP鋼具有超高強度和超高塑性，強塑積可達50GPa%以上。

典型應用：

TWIP鋼具有非常優(yōu)越的成形性能和超高強度，適用于對材料拉延和脹形性能要求很高的零件，例如復雜形狀的汽車安全件和結構件。

 

硼鋼（PH鋼或B鋼）

性能特點：

超高強度（抗拉強度達1500MPa以上），有效提高碰撞性能，車身輕量化；零件形狀復雜，成形性好；尺寸精度高。

典型應用：

安全結構件，如：前、后保險杠、A柱、B柱、中通道等。

 

汽車用鋼的演化歷程

    自19世紀末期，即1885年德國工程師Karl Benz設計出第一臺由內燃機驅動的汽車以來，鋼開始在汽車制造過程中得到應用。在20世紀初，隨著鋼板/鋼帶生產技術的出現(xiàn)及其復雜成型加工技術的突破，汽車結構中的木質部件逐漸被鋼板/鋼帶所取代。隨后的百年歷史中，鋼板/鋼帶成為汽車制造過程中的主導材料。隨歷史時期的不同，結合相應的國家戰(zhàn)略、消費需求及技術能力，演化出一系列的汽車用鋼材料，具體如圖1所示。首先在汽車中得到應用的是低碳鋼（Low Carbon，LC）和無間隙原子鋼（Interstitial Free，IF），在當時這兩類低強鋼能滿足強度、成型性、成本和設計的需求。直到1970年左右北美石油危機事件，汽車工業(yè)為應對能源問題，開始開發(fā)高強度鋼來實現(xiàn)減重節(jié)能。自此之后，便進入到汽車鋼板強度級別不斷提高的良性循環(huán)時段。特別是在目前全球汽車輕量化的大趨勢下，鋼鐵業(yè)內工作者也在為之不斷的努力。

傳統(tǒng)高強鋼

    傳統(tǒng)高強鋼以烘烤硬化鋼（Bake Hardenable，BH）為主，其力學性能如圖2所示。在沖壓成型后的烤漆過程中實現(xiàn)強度的提高。沖壓過程中的應變硬化程度，對后續(xù)烘烤過程中強度的提高有明顯的影響。成型過程中的應變硬化，主要是基于形變引起的位錯密度的提高。烘烤過程中強度的提高，是基于該過程中原子的擴散導致的對后續(xù)位錯運動的阻礙。成型方式和成型過程引起的應變量的不同，均會對烘烤硬化效果產生一定的影響。

 

典型第一代先進高強鋼及其控制技術

    第一代先進高強鋼以雙相鋼（Dual Phase，DP）和相變誘導塑性鋼（Transformation Induced Plasticity，TRIP）為主。    

    DP鋼，故名思議是由兩種相組成，可為鐵素體+貝氏體或鐵素體+馬氏體，其組織示意圖如圖3所示。鐵素體作為軟相，保證其具有一定的塑性，易成型；貝氏體/馬氏體作為硬相，使其具有合理的強度。

    TRIP鋼，其微觀組織示意圖如圖4所示，由鐵素體、馬氏體（貝氏體）和殘留奧氏體組成。汽車在碰撞過程中由于瞬間大的形變，在鋼板內部形成一定的機械能，結合原殘留奧氏體儲存的內能，使之發(fā)生相變，部分殘留奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，起到強化的作用。

典型第二代先進高強鋼及其控制技術

    第二代先進高強鋼以攣晶誘導塑性鋼（Twinning Induced Plasticity，TWIP）為主。TWIP鋼，是基于形變過程中由于奧氏體相的變化，形成的機械攣晶，如圖5所示。由于攣晶的形成，可吸收碰撞過程中的能量。其基本成分為18%Mn-3%Si-3%Al，當然隨不同部件對各相性能的關注點不同和生產過程中的瓶頸問題，該成分可做出適當的調整。

第三代先進高強鋼的發(fā)展

   第三代先進高強鋼，是基于第一代與第二代高強鋼區(qū)域之間的空白，開發(fā)具有高強高塑性的綜合性能優(yōu)良的品種，如目前國內外的研究熱點Q&P（Quenching and Partition）鋼。Q&P鋼的室溫組織為鐵素體、馬氏體和奧氏體，其設計原理是在淬火到一定溫度形成相當數量的馬氏體后，存在一個二次加熱過程，如圖6所示，在該過程實現(xiàn)馬氏體內碳原子向殘留奧氏體內的擴散，從而提高其穩(wěn)定性。由此工藝生產的高強鋼，其強塑積可遠超第一代和第二代先進高強鋼。

 

汽車用鋼的發(fā)展趨勢及研究熱點

    通過高強鋼的應用，車身各部件可以實現(xiàn)減薄的同時不損失強度。在歐美已達成一致，車身結構通過600MPa/40%到1600MPa/20%高強鋼的應用，車身重量可以至少減少5-8%，這給此性能范圍內各系列高強鋼的發(fā)展帶來了機遇。   

    對于下一步汽車用鋼的發(fā)展方向和研究議題，國際NSF組織（National Steel Fabrication）、美國DOE（Department of Energy）能源部、美國AISI鋼鐵協(xié)會（American Iron and Steel Institute）和A/SP（Auto/Steel Partnership），在大學和科研院所等機構提出如下研究領域：

       先進高強鋼的微觀組織和機械性能；

       先進高強鋼的碳擴散過程；

       先進高強鋼的粒子尺寸及界面效應；

       先進高強鋼中的納米針狀鐵素體型雙相鋼；

       高強高塑貝氏體鋼；

       先進高強鋼的成型性及回彈行為；

       先進高強鋼的相應模型。

    需求會促進相關技術的進步，技術的進步同樣會刺激需求的提高。輕量化的大趨勢，會促進鋼鐵界技術的不斷進步，從而為更先進鋼板的應用創(chuàng)造條件。下一步汽車用鋼的發(fā)展方向，或者說在當今時期更為理想的汽車鋼板材料，應具備如下條件：低碳（高的焊接性）、低成本（低合金量的添加）、高成型性、易于裝配和維修�，F(xiàn)如今各系列的車用高強鋼，都普遍存在一定的局限性，成分差異大、表面質量不統(tǒng)一，都為最終的涂裝等帶來一定的難度。今后對各類材料的評價，應從全流程的角度來考慮，這樣才能設計生產出既好又實用的產品。

車市產銷兩旺 汽車用鋼價跟漲

2016年3月份的汽車市場產銷兩旺，汽車產銷環(huán)比和同比均呈增長，其中同比增幅高于去年同期。1-3月，汽車產銷保持穩(wěn)定增長，產銷增幅比上年同期均呈小幅提升。在一季度經濟企穩(wěn)之際，商用車產銷呈較快增長。

3月汽車產銷兩旺 新能源車搶眼

中國汽車工業(yè)協(xié)會(以下簡稱"中汽協(xié)")上周發(fā)布的統(tǒng)計數據顯示：3月，汽車生產252.06萬輛，環(huán)比增長56.38%，同比增長10.26%；銷售243.97萬輛，環(huán)比增長54.31%，同比增長8.76%。其中：乘用車生產214.34萬輛，環(huán)比增長52.83%，同比增長10.97%；銷售205.57萬輛，環(huán)比增長49.32%，同比增長9.76%。商用車生產37.71萬輛，環(huán)比增長80.12%，同比增長6.42%；銷售38.40萬輛，環(huán)比增長87.88%，同比增長3.75%。

1-3月，汽車產銷659.05萬輛和652.67萬輛，同比增長6.18%和5.98%，增幅分別比上年同期提升0.92個百分點和2.08個百分點。在汽車主要品種中，與上年同期相比，乘用車產銷增幅有所減緩，商用車產量降幅明顯收窄，銷量結束下降。1-3月，乘用車產銷570.23萬輛和566.90萬輛，同比增長7.26%和6.75%，增幅分別比上年同期減緩3.40個百分點和2.20個百分點；商用車產銷88.82萬輛和85.77萬輛，產量同比下降0.29%，銷量增長1.16%。

3月汽車市場表現(xiàn)強勢回升。經過2月份的春節(jié)長假，3月的車市進入節(jié)后生產活動的正常期。經濟基本面的向好對3月汽車市場是個利好，而3月末也是逐步到了東部國五標準實施的起點，經銷商需要全面更新符合國五標準的汽車庫存應對未來需求。加之廠家促銷活動力度不減，市場迎來開門紅。

汽車用鋼價格跟漲

5月汽車市場有較好表現(xiàn)

從往年市場情況來看，在3月產銷放量之后，4月產銷將會是個較為平穩(wěn)的走勢。由于有清明和五一小長假的因素，有利于汽車市場的成交。隨著東部地區(qū)的國五標準順利實施，新品增量逐步啟動，各地車展強勢宣傳也將帶動購車人氣的回暖。在房地產投資消費恢復、新基建逐漸到位以及國家的政策支持下，卡車市場回暖趨勢強于乘用車。4月乘用車零售受益于基數走低的影響，增速在5月有較好的表現(xiàn)。