汽车钢板[1]

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2020/11/23
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三、汽车钢板的发展趋势
1．世界上轿车用钢板的趋势向高强度钢发展。目前，日、美、 欧高强度钢板用量约占钢板总量的50％左右，正在向60－70％ 迈进，特别是“超轻车身”的出现，高强度钢板用量达98％。
2．国内20世纪90年代，主要是开发超深冲IF钢，高强度钢板 基本上处于试验阶段。由于国内钢厂生产条件、技术水平参差 不齐，这里仅以国内先进水平的宝钢为例，概要说明汽车钢板 的发展趋势。2004年，宝钢汽车用钢板为173万吨，约占全国 汽车用钢板的50％左右，轿车用钢板高的多。
流冷却 卷取机卷取（钢卷） 热轧钢卷 开卷横切
热轧钢板。
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2）热轧钢卷 盐酸酸洗 冷平整（1.6％左右） 酸洗 钢带 开卷横切 酸洗钢板 3）热轧钢卷 激光焊卷 盐酸槽酸洗、清洗 五机架 冷连轧机（压下率60-75％） 再结晶退火（罩式炉退火， 700度；连退，850度） 冷平整机平整 表面检查 开卷横切（涂油） 冷轧钢板
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3．宝钢汽车用钢板的发展情况 a)20世纪90年代前期，以生产低碳铝镇静钢，生产工艺以罩式 退火为主，代号产品为st12、st13、st14等。 b)20世纪90年代后期，大力发展超深冲IF钢和高表面质量的 “O5”钢板。同时开展一些冷轧高强度钢板的试验工作，如 BH340、BP340、BP380等。 c)21世纪初，由于三期工程较多，并拥有冷连退火生产线，大 力发展高强度钢板，如B170P1、B210P1、B250P1、B140H1、 B180H1等。 d)2003－2004年，开发冷轧双相钢板和相变诱导塑性钢，同时 开发各向同性钢和热镀锌外板。
（6）TRIP钢（相变诱导塑性钢）：在C，Si，Mn钢中成形以快 速冷却到下贝氏点，得到铁素体＋贝氏体＋残余奥氏体的三相组 织，参与奥氏体量为5％～15％，参与奥氏体越高，强度越高。 此钢种具有高强度高塑性和高碰撞吸收能。当T。S>600MPa，El ％>30％。公司所用TRIP1.0mm和1.2mm代替ST14生产A11前顶 横梁和右前纵梁本体2效果良好。但由于Ceq偏高，与ST14的焊 接规范有差距，尚有待研究。目前宝钢已开发B380TR （Y.S>380MPa,T.S>600MPa）的冷轧钢板。 汽车钢板[1]
边，外翻边）。这样就把众多成形难易不同的冲压件归纳位五大
类，并将其各冲压成形类别预材料性能一一对应起来，例如胀形
-深拉延成形类，重要指标是n值和r值，主要指标是延伸率和屈
服强度等，得出他们的定性关系，然后根据实际和经验的积累，
将它们的定量关系找出来，例如车门内板：r值与冲压废品率的
对应关系等。
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e)分钢种简介
（1）超深冲IF钢：钢中C≤0.005％加入强的C、N化合物成形
元素，使产品具有强的有利织构，形成高的r值、n值和高塑性的
钢板，即st16、BSC3O5等。目前，宝钢生产的IF钢已实现100
万吨大观，生产工艺成熟，质量十分稳定的钢种，Y.S 140Mpa、
Y.S 290Mpa、
50）；具有高r值（r值1.8以上）；具有优于低C钢的耐腐蚀性
（提高15％－30％），可抵消由于用高强度钢厚度减薄的不理
影响，点焊性能与低C钢相当。因此，从20世纪70年代开始得到
了广泛的应用。
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（3）烘烤硬化钢：人们在思考如何在成形前钢板强度较小，变 形后钢板厚度较大开发出烘烤硬化钢，简称BH钢，其烘烤强度 （BH值）约为40MPa。烘烤硬化的机理是高温下（170度）时 效钢的生产难点是钢种残存固溶C量（约15ppm，即0.0015％ C）。以B180H1为例，Y.S＝200MPa，T.S＝350MPa，El％＝ 42％，r＝1.8，n＝0.215，BH＝50MPa。 （4）冷轧各相同性钢：表面件希望压边料均匀进入，不因为料 的方向不同（纵向或横向）而产生较为明显的制耳，开发各相同 性钢，其Δr约为＋0.15％～－0.15％之间（各相异性钢Δr：＋ 0.5％～－0.5％之间）。主要用于外部件，如车身外板，发罩外 板等，宝钢开发强度级别为220MPa，260MPa。目前已用于一 汽大众，上海大众和上海通用车身外板。
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3.选材的依据 a）对材料特性要很熟识，不仅仅局限于标准，对实际性能，最 好对材料性能与实际冲压情况结合起来。 b)冲压件处于那种应力、应变状态、归属于那种成形类别进行判 断。 c)材料特性与成形类别的对应关系，出现某种成形类问题时，立 即想到材料指标的主次问题。 d)剖析一种轿车的典型冲压件（最好有2种成形件），进行一次 实际应变测量，掌握零件外形、应变大小和应变方式（拉压、 平面、拉拉）以及应变方向（往往为金属流动方向）。 e)目前选材处于仿效阶段，没有达到真正的选材阶段，尚需做较 多的基础工作。
EL 45％、r值平均2.2、n值平均 0.245。
（2）冷轧高强度钢板：在IF钢中加入适量的P元素，得到不同
强度级别的钢种如B170P1、B210P1等。大家都知道P为置换固
容强化，由于P、Fe原子半径不同，产生晶格畸变，使钢强化。
P 元素强化钢的优势：P强化能力强，钢生产成本低，具有好的
高－塑平衡，在抗拉强度360MPa时，其延伸率达43％（L0＝
前苏联分为三类（冲压，弯曲，成形），日本吉田静太分
为四类（胀形，深拉延，弯曲，翻边），我国李硕本教授根据应
力和应变分为两大类：拉伸类（含四种）和压缩类（含四种），
一汽谭善锟等根据零件外形特征，应变大小和材料特性将汽车冲
压件分为五类，即胀形－深拉成形类，深拉延成形类，浅拉延成
形类，弯曲成形类（简单弯曲，复杂弯曲）和翻边成形类（内翻
3.各工艺对钢板性能的影响 1）炼钢：主要控制成分，C,S,P,O,H,N元素的量及合金化； 2）热轧：主要控制板形、晶粒（细小的铁素体＋粗大的析出 物）、板厚； 3）冷轧：通过冷轧压下率，再结晶退火，再结晶、晶粒长大 有利于织构等；
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二、冲压件选材的依据
网格 有限元分析
CAE技术
1.冲压件分类：
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（5）冷轧双相钢：在C，Mn钢中，成品以快速冷却方式冷却到 Ms点，得到铁素体＋马氏体组织，马氏体量为5～20％，马氏体 量越高，钢板强度越高。目前可生产400～1200MPa抗拉强度的 双向钢，其优点是低屈强比，高n值，高烘烤硬化性，无屈服伸 长等，在车身用钢中占有举足轻重的地位（用量在50％，如超轻 车身用量高达74％）。宝钢已有B240/390DP， B280/440DP， B340/590DP和B400/780DP。双向钢一般用于成形要求严格并具 有高强度，高看碰撞吸收能的汽车零件，如：车轮，保险杠，悬 挂系统和加强件等。
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一、汽车用钢板生产流程简介
1.我国钢铁企业再世界钢铁业的地位 2003年：宝钢排名世界第6位（1900万吨），鞍钢第18位 （1000万吨），武钢第24位（830万吨），首钢第25位（817万 吨），同时宝钢进入世界500强，排名372位，销售额1300多亿， 预计2004年宝钢销售额字1600亿以上，有可能进入世界前200名；
2.名词解释： a）胀形：零件加大的压边力，使受压金属无法向里流动，零 件面积的增加主要靠厚度减薄来完成，如零件上的局部突出， 车门外板的扣手等； b)深拉延：零件的压边力仅仅是防止零件法兰面的翘曲，压边 料可部分参与零件的变形，零件面积的增加主要靠厚度减薄和 边料参入。 c )简单弯曲：是指直边弯曲或微曲边弯曲，例如顶盖横梁。 d)复杂弯曲：是指弯曲件有胀形（压筋）曲面拉延（弯曲部位 曲率小），例如前后纵梁等，弯曲是非封闭的。 e)内翻边：零件冲孔后翻边，但翻边是封闭的。 f) 外翻边：零件边缘部分翻边，但是封闭式的。
2.生产流程
1）铁矿石 选 矿（磁选） 团铁矿 高炉炼铁（焦比；
炉膛容积） 铁水预处理（去夹杂） 顶底复合转炉炼钢
（降C,去P,S） 真空脱气处理 连续铸机（表面清理 加热炉加热（800度装炉，1250度
出炉） 高压税去铁皮 万能轧机初轧（去鳞，立轧）
进入六机架轧机连轧（1000度，板厚板形自控，850度） 层