汽车钢板及应用-下（冷板）

1汽车钢板及应用中国第一汽车集团公司技术中心金属板材研究室宋起峰2013.4一汽技术中心2目录钢板概况热轧钢板不锈钢板一汽技术中心冷轧钢板涂层钢板特种钢板钢管有色金属3钢板（卷）工艺流程：高炉冶炼→炉外精炼→连续浇注→粗轧→精轧→热轧钢板（卷）→酸洗→热轧酸洗钢板（卷）→冷轧→退火→冷轧钢板（卷）→涂层处理→涂层钢板（卷）→其它处理→复合板、激光拼焊板等一汽技术中心4世界钢铁学会钢板分类一汽技术中心1钢板分类5一汽技术中心2冷轧钢板冲压级别Mild：CQ、DQ、DDQ、EDDQSEDDQHSS：CQ、DQ、DDQ6低碳钢板碳含量：0.01%-0.1%08F、08AL牌号：St12、St13、St14IF钢板无间隙固溶原子超低碳：＜0.01添加Ti、Nb细化晶粒牌号：St16、St17一汽技术中心普通强度钢板及IF钢板7Q/CAM-23.1冷轧钢板及钢带技术条件第1部分：冷冲压用冷轧钢板及钢带牌号力学性能工艺性能σsMpaσbMPaδ80，%不小于n90r90公称厚度，mm0.700.70~1.01.0~1.6≥1.6St12≤260270~41028303234St13≤240270~37032343536St14≤210270~35036383940St16≤190260~35038394041≥0.20≥1.8St17≤180250~35039404142≥0.22≥2.0St12SPCN1、SCP270A、FeP01、St12、08Al（GB13237或5213）St13SPCN2、SCP270C、FeP03、St13、08Al、SC1（GB5213）St14SPCN3、SCP270D、FeP04、St14、08Al、SC1（GB5213）St16SPCN4、SCP270E、FeP05、BSC2、SC2（GB5213）St17SPCN5、SCP270F、FeP06、BSC3、SC3（GB5213）一汽技术中心8在IF钢的基础上，添加不同类型的强化元素(如固溶强化元素P、Mn、Si)和适当的轧制工艺控制（通过低温大压下量的热轧过程和轧后立即进行加速冷却，得到细晶的铁素体，以及大压下率冷轧和高温退火，得到需要的织构和高成形性能），使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时，拥有较高的强度。满足复杂形状轿车冲压件性能要求。一汽技术中心高强度IF钢板9利用磷在钢中的固溶强化作用进行强化。磷的固溶强化作用很突出，相当于锰的10倍，硅的7倍。磷在增加强度的同时，延伸率降低很少，而且还具有较高的塑性应变比r值。含磷钢板可以用来冲制一些形状比较复杂的汽车冲压件。一汽技术中心含磷钢板（P）10Q/CAM-23.2冷轧钢板及钢带技术条件第2部分：含磷高强度冷轧钢板及钢带牌号力学性能工艺性能σsMpaσbMpaδ80，%弯心直径DP170≥170≥340≥36d=0P210≥210≥390≥32d=0P250≥250≥440≥28d=0P170SPCN340P、SPC340HR、B170P1、170P1、BIF340P210SPCN390P、SPC390HR、B210P1、210P1P250SPCN440P、SPC440HR、B250P1、250P1一汽技术中心11包括IF钢烘烤硬化钢板和低碳烘烤硬化钢板两种。主要侧重于IF烘烤硬化板。特点是钢板冲压成形前具有较低的屈服强度，通过冲压成形后的涂漆烘烤工艺使钢板的屈服强度增加。BH钢在具有良好的烘烤硬化性的同时，还必须保证在一定时间内具有常温非时效性，通常用时效指数AI表示，如果AI值小于30MPa，可认为钢板在3个月内不会出现自然时效。BH钢可在不影响成形件形状稳定性的同时，提高钢板的抗凹陷性，因此很适用于生产汽车外覆盖件。一汽技术中心烘烤硬化钢板（BH）12Q/CAM-23.3冷轧钢板及钢带技术条件第3部分：烘烤硬化高强度冷轧钢板及钢带H140SPC270BH、B140H1H180B180H1、B180H2、BH340、SPCN340H、SPC270BHH220CR220BH、HC220BH260CR260BH、HC260B一汽技术中心牌号力学性能r90值n90值烘烤硬化性能BH2MPa屈服强度MPa抗拉强度MPa断后伸长率A80%（L0=80mm，b=20mm）H140≥140≥270≥36≥1.8≥0.20≥30H180≥180≥340≥34≥1.6≥0.18≥30H220≥220≥320≥32≥1.4≥0.16≥30H260≥260≥360≥29--≥3013通过单一或复合添加铌，钛，钒等微合金元素，形成碳氮化合物粒子析出进行强化，同时通过微合金元素的细化晶粒作用，以获得较高的强度。主要特点：屈强比高。强度级别按照屈服强度可分为260、300、340、380和420、460、500MPa。低合金高强度钢主要用于汽车结构件、加强件，主要在欧洲系列车型上使用较多。一汽技术中心低合金高强度钢板（HSLA）14Q/CAM-23.4冷轧钢板及钢带技术条件第4部分：高屈服强度冷轧钢板及钢带GQ350/420B340LA、HSA340GQ420/590B410LA、SPCN590R、SPC590一汽技术中心牌号屈服强度MPa抗拉强度MPa断后伸长率%180°弯曲试验（b≥20mm）LA260/350≥260≥350≥26d=0.5aLA300/380≥300≥380≥23d=0.5aLA340/420≥340≥420≥22d=0.5aLA380/440≥380≥440≥19d=0.5aLA420/590≥420≥590≥16d=a15一汽技术中心碳素结构钢板Q/CAM-23.5冷轧钢板及钢带技术条件第5部分：载货车厢用冷轧钢板及钢带牌号力学性能工艺性能σsMPaσbMPaδ80,%弯心直径DSt37≥215360～510≥20d=0.5aSt44≥245430～580≥18d=aSt52≥325510～680≥16d=a16Q/CAM-23.7冷轧钢板及钢带技术条件第7部分：冷轧高强度钢板及钢带St240B240/390DP、SPCN390W、SPC390St280B280/440DP、SPCN440W、SPC440一汽技术中心牌号σsMpaσbMPa(δ%)L0=50mm，b=25mm180°冷弯试验b≥20mm公称厚度mm0.60～＜1.01.0～＜1.61.6～≤2.0St240240-380≥390≥29≥31≥33d=0aSt280280-420≥440≥26≥28≥30d=0a碳素结构钢板17各向同性钢属于低碳微合金钢，该钢特点为具有很低的平面各向性即Δr趋于零（一般在-0.15~+0.15之间）、高强度、高n值和成形性能好等。强度级别按照屈服强度可分为220、250、260、280和300MPa。各向同性钢主要用于汽车外板，主要在欧洲系列车型上使用较多，日系汽车很少使用。一汽技术中心各向同性钢板（IS）18DP钢是以Si、Mn为主要合金成分的低成本钢材。在连续退火过程中，首先加热到760－830℃的铁素体＋奥氏体两相区，使其组织为一定比例的铁素体和奥氏体。此时令钢材淬火到马氏体点以下，则奥氏体转变为马氏体，导致所谓的“双相组织”。DP钢基体为软的铁素体，在其上分布硬质的马氏体，两者分别确定材料的低的屈服强度和高的抗拉强度。DP钢比传统的高强钢有更高的初始加工硬化率，所以有很低的屈强比，可以得到很大的延伸。DP钢中固溶较多的C，所以也是一种烘烤硬化钢，在经过烘烤涂漆后，屈服强度提高约100MPa。一汽技术中心双相钢（Dual-Phase简称DP）19一汽技术中心DP钢在车辆冲撞的高速变形中，表现出比普通高强钢更高的强度，所以具有更大的冲击能吸收能力，有利于提高车辆的安全性。主要组织是铁素体和马氏体，其中马氏体的含量在5％～50％，随着马氏体含量的增加强度线性增加，强度范围为500～1200MPa。双相钢还具有低的屈强比、高的加工硬化指数、高的烘烤硬化性能、没有屈服延伸和室温时效等特点。一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且成形要求也较严格的汽车零件，如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等，随着钢种性能和成形技术的进步，DP钢也开始用于汽车的内外板零件。双相钢20Q/CAM-23.8冷轧钢板及钢带技术条件第8部分：冷轧双相钢板及钢带一汽技术中心牌号σsMpaσbMPa(δ%)L0=50mm，b=25mmDP590≥340≥590≥16DP780≥400≥780≥12DP780G≥500≥780≥10DP980≥580≥980≥9DP590SPCN590Y、SPC590DUDP780SPCN780Y、SPC780DUDP980SPCN980Y、SPC980DU21TRIP钢是近10多年才商业化开发的钢种，主要成分是C、Si和Mn，包括热轧、冷轧、电镀和热镀锌产品。主要组织是铁素体、贝氏体和残余奥氏体，其中残余奥氏体的含量在5％～15％，强度范围为600～800MPa。TRIP钢具有高延伸率的本质是应变诱发残余奥氏体转变为马氏体，同时相变引起的体积膨胀伴随着局部加工硬化指数增加，使得变形很难集中在局部区域。同DP钢相比，TRIP钢的起始加工硬化指数小于DP钢，但是TRIP钢的加工硬化指数在很长的应变范围内仍保持较高，特别适合要求具有高胀形性能的情况。一汽技术中心相变诱导塑性钢（TransformationInducedPlastic简称TRIP）22Q/CAM-23.9冷轧钢板及钢带技术条件第9部分：相变诱导塑性冷轧钢板及钢带一汽技术中心TR380/590TRIP590T/380YCR590T/380Y-TRTR420/780TRIP780T/420YCR780T/440Y-TR牌号屈服强度MPa抗拉强度MPa断后延伸率A80%（L0=80mm，b=20mm）n90TR380/590≥380≥590≥26≥0.20TR420/780≥420≥780≥21≥0.1523复相钢钢同TRIP钢的冷却模式类似，但是需要对化学成分进行调整以形成强化马氏体和贝氏体的析出相，强度范围为800～1000MPa。其组织特点是细小的铁素体和高比例的硬相（马氏体、贝氏体），而且通过析出强化而得到进一步的强化，含有Nb、Ti等元素，具有高的冲击能量吸收能力和好的扩孔性能。适合于车门防撞杆、保险杠和B立柱等安全零件。一汽技术中心复相钢（ComplexPhase简称CP，Multiphase）24钢的显微组织几乎全部为马氏体组织，马氏体钢具有较高的抗拉强度。马氏体钢通常需进行回火处理以改善其塑性，使其在如此高的强度下，仍具有足够的成形性能。钢种强度在800-1500Mpa。一汽技术中心马氏体钢（MartensiticSteels简称CP）25所谓TWIP，意即孪晶诱导塑性。TWIP钢是以Fe、Mn为主的纯奥氏体碳钢，采用Mn可以扩大奥氏体相区，添加C不仅可以稳定奥氏体，而且可以利用C固溶强化奥氏体。通过控制Mn（17－24％）和C(0.5－0.7%)的含量，可以得到最好的力学性能。TWIP钢的最大特点是强塑积高，可以达到50000Mpa%，为TRIP钢的2倍以上。TWIP钢可以象DDQ级冲压板一样，冲压出复杂形状零件，但强度却要高出2~5倍；其抗拉强度与热处理钢相当，而塑性却较热处理钢高10倍以上。一汽技术中心TWIP钢（TWinningInducedPlasticity，简称TWIP）26TWIP钢的塑性变形的主要机制是位错滑移。在变形过程中，非常细的孪晶在晶内发生，孪晶界和晶粒边界均成为位错滑移的壁垒，这会导致非常剧烈的加工硬化，其瞬时硬化率能保持较高的水平（0.45）。这会抑制缩颈的发生，从而导致TWIP钢非常强的加工硬化能力和非常大的延伸率。这种性能即使在高应变速率下仍然保持着，因而在撞击等高应变过程中，可以保证汽车非常高的安全性。一汽技术中心TWIP钢27随着强度的提高，钢板成形性能总体上呈下降趋势，形状冻结性变差，成形难度加大。