中国汽车板行业研究报告

国内外汽车用钢发展情况分析

第一节 国外汽车用钢开发情况

一、高强钢板

根据钢中的合金含量可以将超高强度钢分为低合金超高强度钢、中合金超高强度钢和高合金超高强度钢。据合结钢的物理冶金学特点可以将超高强度钢分为低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢。低合金超高强度钢大多是AISI 4130、4140、4330或4340的改进型钢；HY180和AF1410是典型的二次硬化型中合金超高强度钢；高合金超高强度钢的典型代表是马氏体时效钢。

AISI4340是最早出现的低合金超高强度钢。它于1950年开始研究，并于1955年应用于飞机起落架。通过淬火和低温回火处理，AISI4130、4140、4330或4340钢的屈服强度可以超过1500MPa，然而缺口冲击韧性降低。在钢中添加1％～2％的硅可以抑制回火时ε-碳化物生长及Fe3C形成，提高回火温度(260-315℃)来消除热应力和相变应力以提高韧性，同时又可避免马氏体回火脆性。坩埚熔炼Hy-Tuf和300M便是利用上述原理开发的高硅低合金超高强度钢。1952年美国国际镍公司开发的300M钢是在4340钢中添加硅和钒元素。300M钢在300℃回火可获得最佳的强度和韧性配合。通过调整碳含量和添加钒，开发了AMS6434和LadishD6AC钢。通过对AISI4330的改进，我国开发了高性能685和686装甲钢。在工艺性能相当的条件下，高性能685装甲钢的抗枪弹和抗炮弹性能优于目前我国大量应用的前苏联2п和43пCM装甲钢。在AISI4340的基础上，我国还研制了高硬度695装甲钢，其抗穿甲弹防护系数达到1.3以上。值得注意的是，尽管以4340和300M钢为代表的低合金超高强度钢具有高强度，但它们的断裂韧性和抗应力腐蚀能力较差。

除了广泛应用的AF1410等二次硬化超高强度钢之外，为了获得更高的强度和韧性配合，美国SRG在二次硬化钢的物理冶金学研究基础上，开发了高洁净度的AerMet钢。高洁净度保证了Aer-Met100钢(0.23％ C-3％Cr-11.1％Ni-13.4％Co-1.2％Mo)具备目前最佳的强度和韧性配合。AerMet310(0.25％C-2.4％Cr-11％Ni-15％Co-1.4％Mo)是最近Carpenter公司在AerMet100的基础上开发的高强高韧钢。与AerMet100相同，AerMet310也是双真空冶炼的含镍钴钢，它具有良好的韧性和塑性。AerMet310的抗拉强度是2172MPa，比AerMet100高出200MPa。与Marage300 相比，AerMet310的屈强比较小，因而可在断裂前吸收较多的塑变能量。AerMet310的比强度高于AerMet100和Malage300，甚至高于Ti-6Al-4V钛合金。高强度的AerMet310将可能应用于下一代飞机的起落架和零件。

超高强度钢将向高性能和低成本方向发展。为了达到高强度和高韧性，除了设计新型合金之外，提高洁净度是一个重要手段。影响马氏体时效钢广泛应用的主要因素是其高合金含量带来的高价格，开发经济型的无钴马氏体时效钢是超高强度钢的又一重要发展方向。

二、镀层钢板

不同镀层和镀层厚度不同的钢板，可以满足不同汽车零部件的不同防腐要求。主要有镀锌板、镀铝板、有机涂层板和复合涂层板等。复合涂层板包括Zn-Cr-Fe、Zn-Ni(13%Ni)等合金涂层。镀铝板的开发是为了提高汽车消声器的使用寿命。如采用12CrSiMoAl钢板，再加镀铝，消音器寿命可提高3~4倍。

目前，国外镀层钢板技术先进，如韩国浦项集团，为了适应汽车制造商对汽车用钢板使用方式的变化，依据其技术上的独特的竞争优势，将热镀锌板、冷轧板和热轧卷板的生产比例调整为各占40％、30％和30％。

第二节 新一代汽车钢板技术开发动向

一、超成形性钢板的开发

此类钢板用作耐冲击的安全部件和车轮等旋转部件，须兼备优良延性和扩孔性，故适当控制钢的组织十分重要。

重视延伸率（即延性）钢板的代表是DP（双相）钢和TRIP（残余奥氏体）钢。前者虽然为传统产品，但每当进行达780MPa、980MPa级钢板的高强度化时，为确保获得最佳的成形性，必须对成分及制造条件进行充分地研究开发。后者至今仍是世界性的研究对象（相关的国际研讨会也频繁召开），其延性优良的原因是由于在形变中钢板残余的奥氏体（A）相变为马氏体（M），变形部位被强化且难以产生缩颈，从而提高了均匀延伸率。为了确保TRIP薄板的优良焊接性，须将其C含量控制在0.2%以下，但为了将A在室温下残留下来，须将A中的含量富集到1.0%左右。为此，向钢中加入Si、Al等元素，提高渗C体的生成自由能而使之不能析出，以确保未相变A中的C含量。为了定量把握这些现象，最近开发的数学模型可计算出钢中的残余A量及其C含量，从而能用计算机进行TRIP钢最佳制造条件的研究。

如上所述，TRIP钢因加入Si而抑制了渗C体析出，但也在钢板表面生成了Si氧化物而延迟了熔融镀Zn的温润性及合金化。最近采用了向钢中加入Ni、Cu的新成分设计，同时解决了多个问题，相应开发了性能优良的TRIP镀锌钢板。

现在，除了继续开发DP和TRIP钢板之外，不少国家都在大力开展对超细晶粒钢的开发：不依赖于合金元素的添加，而是从再循环和节约资源的观点，尽可能将普碳钢的组织细化而将之高强度、高韧性化。

二、兼具耐凹陷性和耐应变性外板用钢板的开发

1、日开发高加工性能的车用熔融镀锌高强度钢板

2006年初，日本神户制钢开发出了具备高加工性的“汽车用熔融镀锌高强度钢板”。在表示钢板加工性的评价指标——延 …… 此处隐藏：10687字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……