只有增加车身高硬度钢材的用量,才能满足车辆轻量化、高安全性的需求。 在机身材料的选择上的位置。 国外开展了多个车身轻量化研究项目,如国际钢铁商会超轻钢车身项目(ULSAB)、超轻钢车身-先进车辆概念计划(ULSAB-AVC)、未来钢铁整车(FSV)项目、新型轻量化车辆项目()、宝钢超轻车身项目(BCB)等,高硬度钢材的综合应用、结构优化设计和先进制造技术满足车辆轻量化需求和安全。
冷成型高级高硬度钢
目前主要使用的先进高硬度钢有DP钢、TRIP钢、MS钢、QP钢、DH钢等。 用量最大的是DP钢,广泛应用于车身碰撞吸能件及门槛、防撞梁等安全件。 一般来说,材料硬度的提高会降低成形性能,增加应用难度。 对于形状复杂的零件,材料硬度越高,常规冷成形工艺越难以解决回弹、起皱、开裂等问题,从而限制了冷成形。 对于成形高硬度钢的应用,目前级冷成形钢的应用较多。 第三代高硬度钢中的QP钢具有高硬度、高成形性的特点,在一定程度上提高了冷弯成形高硬度钢的应用潜力。 目前工业应用中已实现的最高硬度为。 近年来,在传统DP钢基础上发展起来的DH钢已逐渐得到应用。 与传统DP钢的铁素体和马氏体组织相比,DH钢富含5%左右的残余奥氏体汽车 钢材强度,具有更好的成型性能。 主要用于汽车车身的先进高硬度钢的品种和硬度等级见表。
主要用于汽车车身的先进高硬度钢的种类、强度等级及成形方法

热成型钢
热成形技术的应用很好地解决了钢材硬度和成形性能之间的相互限制和障碍。 直接热成型的主流应用是将在磨具中加热至奥氏体化的材料成型并渗碳,产生硬度高达的马氏体组织。 下图给出了交货状态和渗碳状态的热成型钢的热性能比较。 热成型具有成型过程中回弹小、尺寸精度高、能够成型复杂形状、成型后制件硬度高等特点。 已被成熟使用。

热成型前后热性能比较
热成型钢广泛应用于汽车车身,如A/B柱、车门防撞梁等碰撞安全件,但热成型钢在汽车车身中的比例正在逐渐增加。 图5为2017-2019亚洲车身大会部分车身热成型件的重量比。 从图5可以看出,欧美车型热成型钢用量较大,一般占质量的20%以上,而日系车型热成型钢用量一般较少。

图2017-2019亚洲车身大会部分参赛车型热成型件占车身质量比例
热成型在国内外汽车轻量化市场有着广阔的前景。 据统计,截至2018年,全球市场热成型零件需求量约为5.74亿件。 图 6 显示了全球汽车行业对热成型零件的需求。 近年来,国外热成型发展迅速,生产线数量已超过180条。随着热成型技术的成熟和化学品用量的逐步减少,热成型零件的价格有望进一步下降。 未来,热成型件在车身中所占的比例将进一步提升。

图 全球汽车热成型零部件用量(来源:)
国外申请现状
鞍钢、首钢、鞍钢等国外主要钢铁企业高度重视车辆用高硬度钢的开发。 目前已实现稳定供应的冷弯先进高硬度钢最高硬度牌号为、、、; 对于热成型钢,级已成熟使用汽车 钢材强度,、级也已开发并小批量使用。
随着材料技术的发展和制造水平的提高,先进的高硬度钢、热成型钢和轻量化材料广泛应用于车身设计,车身轻量化水平不断提高。 一些国外车企在车身材质方面已与全球领先车企同步,如采用全铝车身的蔚来ES8、采用钢铝塑混合车身的奥迪蚂蚁eQ5等。 轻质材料的大量应用,大幅减轻了车身重量。 ; 表3为中国轻量化车身大会上展出的3款钢制车身代表车型。 车身高硬度钢应用比例最高超过70%,车身轻量化水平有所提升。
表3 钢质车体中高硬度钢的比例(质量分数)%



