先进汽车钢扁平材和长形材的研发进展

   2020-09-01 互联网中国铸造网9350
核心提示:汽车的高性能、轻量化和高安全发展需要先进钢铁材料作为基础。汽车上应用和制造过程所涉及的钢材品种繁多,

汽车的高性能、轻量化和高安全发展需要先进钢铁材料作为基础。汽车上应用和制造过程所涉及的钢材品种繁多,有30个左右。它们应用于车身、发动机、传动、底盘和悬挂系统。汽车制造几乎牵涉到了所有的钢材品种,汽车用钢发展也促进了这些钢类在其它领域的应用。

应用于汽车车身制造的冷轧和涂镀薄板钢的发展方向是:轻量化所需要的高强度、良好成形性和安全性提高所需要的高塑性、低成本所需要的低合金化和易加工化等。汽车用薄板钢发展迅速,上世纪90年代的热点是IF钢和BH钢,而今天人们更加关注的是高强度的DP钢、TRIP钢和热成形马氏体钢,甚至开始了第三代汽车用钢的研发工作。随着碰撞安全性要求的提高,热成形马氏体钢发展迅速。目前国际上常用的是德国TK公司研发的22MnB5钢,他们还在研发更高强度的热成形钢。我国钢铁和汽车企业也在研发热成形马氏体钢。钢铁研究总院研发了抗拉强度达到1500MPa、1700MPa、1900MPa、2200MPa四个强度级别的高塑性热成形马氏体钢。对于BCC组织结构而言,钢的强度超过1000MPa后,塑性下降幅度大。研发热成形马氏体钢需要解决高强度导致的低塑性问题。

考虑到TWIP钢和奥氏体不锈钢等第二代汽车用钢的合金含量高导致了成本较高的情况,美国AISI组织多家大学、钢铁公司和汽车公司研发第三代汽车用钢。它将有别于现有的以BCC组织结构为主的第一代汽车用钢和以FCC组织结构为主的第二代汽车用钢,以提高强塑积为目标。钢铁研究总院等单位也在开展研发,试验钢的强塑积达到了40GPa%,较第一代汽车用钢强塑积翻番。

长形钢材主要是各种类型的特殊钢材,应用于汽车发动机、传动、悬挂、底盘等零部件。这些零部件一般需要承受各种动载荷的作用,汽车的高性能、轻量化和高安全性同样需要这类钢材向高强度化方向发展。但是高强度化导致的疲劳破坏和延迟断裂问题需要解决。为了降低成本和节约能源,汽车锻钢件应用了微合金非调质钢,同时提高了零件的均匀性。近年来,微合金化元素成本持续提高,需要研发少无微合金化元素的新型非调质钢。

近年来,国内各单位积极研发汽车用钢,从过去的仿制学习,开始了自主创新研发先进汽车用钢。

无论是汽车用钢扁平材,还是汽车用钢长形材,在过去的数年间都以提高强度为核心目标取得了长足的进步。无论是品种还是质量,21世纪的汽车用钢已经完全不同于从前的汽车用钢,汽车用钢是一类不断发展的先进材科。伴随着需求变化和相关理论与技术的进展,21世纪的汽车用钢将会以更高质量和更多品种的面貌出现在人类面前。为了适应未来的社会和经济发展,应不断地运用新技术、新工艺和新装备,研发出具备“高性能、低成本、易加工、高精度、绿色化”特征的先进汽车用钢技术。随着我国自主汽车技术的发展,我们有必要认真考虑我国汽车用钢的发展方向和措施。从技术基础研究出发,结合我国汽车需求和钢铁生产国情,逐步形成具有创新的适合长远发展的我国先进汽车用钢体系,促进我国汽车与钢铁的同步跨越式发展。(榕霖)


 
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