宝钢汽车用超高强钢-奇瑞交流

宝钢汽车用高强钢—与奇瑞技术交流宝钢技术中心汽车板所2007-11一、高强汽车钢板的发展趋势二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状四、宝钢高强度汽车板的未来内容1.1汽车钢板的分类低强度钢：无间隙原子钢（IF）、低碳钢等普通高强度钢：碳锰钢、各向同性钢、BH钢、HSLA钢等先进高强度钢：DP钢、TRIP钢、CP钢、MART钢等1.2汽车钢板发展的动力社会对汽车安全性、节能性和环保性的要求提高汽车安全性---提高材料吸能的能力提高抗撞击性节能和环保---减少车重降低油耗提高发动机效率降低行驶阻力车重（Kg）油耗（Km/L）车重（Kg）油耗（Km/L）车重和油耗之间的关系轿车减轻自重10％可降低油耗3～7％卡车减重1000kg可降低油耗6～7％一、高强汽车板的发展趋势1.3高强汽车用钢的发展趋势车身轻量化和提高碰撞安全性是一对矛盾，解决这一矛盾的主要和基本途径之一就是应用高强度钢，其有效方法就是在提高钢板强度的同时，减薄钢板厚度。汽车用高强钢的开发一、高强汽车板的发展趋势1.4汽车轻量化项目为了应对非钢铁材料的挑战，世界主要钢铁企业于上世纪90年代启动了汽车轻量化项目，包括超轻车身（ULSAB）、超轻覆盖件（ULSAC）、超轻悬挂件（ULSAS）和在此基础上的超轻概念车项目（ULSAB－AVC）ULSAB－AVC1999年1月开始33家钢厂参加投入1000万美元以2004年的需求为目标以安全、环保、价格为中心达到了2004年美国和欧洲的五星级碰撞标准生产成本约9200～10200美元，可以被普通家庭接受油耗降低，使用了具有高回收性的钢铁，并且钢铁用量减少ULSABULSACULSASULSAB-AVCC级PNGV一、高强汽车板的发展趋势项目C-ClassPNGV-Class钢级应用代码备注重量参考车身平均重243Kg//A＝辅助件B＝车体件C＝覆盖件S＝悬挂和底盘件W＝车轮ULSAB－AVC202Kg218Kg钢种比例(重量)DP钢74%74%DP280/600DP300/500DP350/600DP400/700DP500/800DP700/1000BBA,B,C,W,SA,BA,B,C,WBTRIP钢4%2%TRIP450/800A,BM钢4%4%Mart950/1200Mart1250/1520A,BACP钢1%1%CP700/800BBH钢12%10%BH210/340BH260/370BBHSSIF钢3%4%IF260/410IF300/420CBHSLA钢1%1%HSLA350/450A,B,S其它2%4%SF570/640MnBSS一、高强汽车板的发展趋势1.5高强钢在GM中的应用一、高强汽车板的发展趋势一、高强汽车板的发展趋势一、高强汽车钢板的应用及趋势二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状四、宝钢高强度汽车板的未来内容2.1冷轧/电镀锌各向同性钢（IS）各向同性钢是起源于欧洲的一种外板用钢，主要用于欧洲一些车型的外板，其特点是低碳钢，具有较好的成形性和抗时效性。目前有微Ti处理和固溶强化两种设计流派。典型性能：220级YP：230MPaTS：380MPaA80：35％Δr：0.3260级YP：265MPaTS：410MPaA80：33％Δr：0.2二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢用途：汽车外板或复杂结构件用户：一汽大众宝来和Golf外板长安Ford和上海大众Focus的外板二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢特点：烘烤硬化钢板在冲压成形前，交货状态下的屈服强度比较低，有利于成形。冲成零件后在涂漆烘烤过程中屈服强度进一步提高，最终表现出较高的抗凹性。用户：宝钢的BH钢板采用微碳设计，具有温度的烘烤硬化性和很好的抗时效性，已经广泛应用于大众的Passat和Audi等车型的外板生产2.2烘烤硬化钢（BH钢）供货标准：表2力学性能牌号YS（MPa）TS（MPa）EL80（％）BH（MPa）ZSTE180BH180/240300/380≥34≥30ZSTE220BH220/280320/400≥30≥30二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢原理：利用微合金元素细化晶粒和弥散强化，得到高强度和良好的焊接性能,其屈强比较高（0.80以上）强度级别：YP：280、340、410、450、500MPa组织特点：铁素体典型用途：结构及其加强件如，蓄电池托架，座椅骨架，梁、柱等，用户包括大众和通用的配套厂2.3冷轧析出强化钢板(HSLA)二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢一、高强汽车钢板的应用及趋势二、宝钢正在推广应用的部分普通高强钢三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状四、宝钢高强度汽车板的未来内容3.1先进高强钢的分类AHSS钢主要包括双相钢（DP）、相变诱导塑性钢（TRIP）、复相钢（CP）、马氏体钢（M）以及热冲压成形钢（MnB）等；从生产工艺来分，主要包括热轧产品、冷轧产品和镀锌产品。三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状60kg热轧DP典型力学性能，可以供货牌号Rp0.2RmA80DP600395MPa625MPa29%轿车轮辐、汽车配件、结构件3.2.1热轧双相钢3.2双相钢（DP：DualPhase）三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状性能特点：具有高强度、低屈强比、无屈服点延伸具有良好的冷成形性能、高的应变硬化指数、有高的烘烤硬化性能、良好的疲劳强度以及优异的碰撞性能三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状生产方法：由低碳低合金高强度钢经临界区处理和快速冷却获得组织：铁素体＋马氏体（10-20%）种类：冷轧和电镀锌：500、600、8001000和1200MPa热镀锌：500、600、800和1000MPa热镀锌合金化：500、600、800和1000MPa3.2.2冷轧/镀锌双相钢三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状性能特点：加工硬化:在低的应变区（2%-3%）屈服强度提高很快(140-220MPa)无屈服延伸，无室温时效BH：35～80MPa屈强比较低（0.5－0.65）典型用途：车底十字构件（Floorcrossmember）防撞加强构件（Bumperreinforcement）轨（Rail）前翼构件（frontsidemember）后侧外部构件（Externalrearsidemember）悬挂构件(Towersuspension)三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状牌号板厚(mm)RpL(MPa)Rm(MPa)A80(%)A50(%)180度冷湾试验（b≥20mm）B340/590DPD+Z1.0-1.5340-500≥590≥17≥180.5aB340/590DPD+ZF1.5340-480≥590≥18≥200.5aB410/780DPD+Z1.0-1.5410-480≥780≥14≥160.5aB410/780DPD+ZF1.5410-550≥780≥15≥170.5a牌号/成分,%C≤Si≤Mn≤Alt≥S≤P≤B340/590DPD+ZB340/590DPD+ZF0.180.42.00.020.030.03B410/780DPD+ZB410/780DPD+ZF0.200.52.50.020.030.03暂行供货技术条件：热镀锌双相钢(GI和GA)三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状暂行供货技术条件：冷轧双相钢牌号屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)A50（％）180度冷湾试验（b≥20mm）厚度mm0.6-1.01.0-1.6≥1.6B340/590DP340-500≥5901618200.5aB410/780DPD400-550≥780－14161.0a牌号/成分,%C≤Si≤Mn≤Alt≥S≤P≤B340/590DP0.180.82.00.020.030.035B400/780D0.200.82.50.020.030.035三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状TRIP钢是形变诱导塑性钢，即在成形过程中残余的奥氏体会逐渐转变为硬的马氏体，有利于均匀变形,实现了强度和塑性较好的统一，较好地解决了强度和塑性矛盾。组织：铁素体＋贝氏体＋残奥种类：热轧：600MPa、700MPa、800MPa冷轧和电镀锌：600MPa、700MPa、800MPa热镀锌：600MPa、700MPa、800MPa成分组织特点：0.1C+1.4Mn+1.0Si,F＋B＋rA(5-15%)3.3相变诱导塑性钢（TRIP:TRansformationInducedPlasticity）三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状性能特点：高碰撞吸收能高强度塑性积高的n值，成型性好典型力学性能：试样标距(mm)试样方向(o)屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)断裂延伸率(%)均匀延伸率(%)TS譋Lnr50(1mm)046264638.526.5248710.2361.02(JIS5#)4547566336.425.1241330.230.8459047565837.224.8244780.231.395均值47265837.125.4244120.2321.02680(1mm)046965333.325.9217450.2341.004(JIS13#A)4547466032.624215160.2270.8499047466032.624.3215160.2271.413均值47365832.824.6215820.2291.029用途：结构件、安全件等三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状宝钢冷轧TRIP和电镀锌TRIP钢可供货标准：牌号：B380TR化学成分（熔炼）：（wt%）CSiMnPS0.22.02.00.020.015力学性能：YS380MPa，TS600MPa，EL5026％尺寸规格：（0.8～2.0）×（800～1200）mm三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状宝钢热轧TRIP钢的技术指标级别(MPa)Rp0.2(MPa)Rm(MPa)A80(%)TRIP600≥400≥590≥23TRIP700≥410≥700≥22TRIP800≥450≥800≥19TRIP950≥480≥950≥14三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状△已完成实验室研究，工业性试验需在三热轧进行。△TRIP950通过公安部枪击试验认证，可用作运钞车的防弹板。国外钢厂热轧复相钢厂家抗拉强度级别（MPa）THYSSENKRUPP780950ARCELOR800900100012001400宝钢复相钢技术指标牌号Rp0.2(MPa)Rm(MPa)A(%)备注B900FD≥700≥900≥13防弹钢，可以供货CP900720-850≥850≥10延伸率为A80组织由铁素体、贝氏体、马氏体和沉淀析出相等组成。具有晶粒细、高屈服强度和抗拉强度、吸收功的能力强、良好的成形性能和耐磨性能。3.4热轧复相钢（CP）三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状△B900FD钢板典型机械性能厚度（mm）Rp0.2(MPa)Rm(MPa)A(%)2.85745103017△宝钢防弹钢用于运钞车防弹钢板，下图是枪击照片正面反面△防弹钢B900FD目前在2050热连轧生产线生产，由于卷取温度不能降低，屈服强度有偏低的现象。目前，CP900将在三热轧考核时进行工业性试验，预期将取得良好效果。三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状3.5马氏体钢（Martensite）热轧或者冷轧连续退火后淬火成马氏体组织，具有非常高的强度。组织：板条马氏体用途：汽车的加强件和安全件分类：冷轧产品：1000、1200、1400、1500MPa热轧产品：1000MPa到1500MPa级别的冷轧马氏体钢在实验室研发已经取得成功三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状3.6热冲压成型钢（MnB）为满足日益苛刻的车体减重和抗碰撞安全性能的要求，要求进一步提高车体部件强度。但随着强度的提高，钢板的成形性能降低，要提高冲压设备能力，冲压时易出现开裂、回弹大、形状稳定差等缺陷。