冷轧汽车板基本知识科普！你都了解吗

  电话 传线年代第一辆汽车问世以来，汽车工业对其使用板材的品种、表面上的质量、机械性能、抵抗腐蚀能力等各项要求在逐步的提升和完善。特别是现在，随着能源、安全和环保等要求的日益增高，对汽车板的发展和应用也提出了更高的需求和挑战。本文试就汽车用板中使用量最大的冷轧板发展和具体应用进行概述。

  2）优良的抗凹陷能力和足够的结构刚度，以避免在制造和使用中产生凹陷，特别是能在突发的冲撞事故中能最大限度地吸收能量，保护乘员的安全。

  3）良好的焊接性能，保证零件有效的连接及焊点和焊点周边区域的强度和性能不发生大的变化。

  4）优良的表面形貌和光洁程度，良好的喷涂性能和对油漆涂镀层的附着性能，以求表面美观。

  一般将汽车用冲压钢分为三代产品，沸腾钢为第一代，产生和大范围的应用于20世纪50~60年代；铝镇静钢为第二代，产生和大范围的应用于60~80年代；无间隙原子钢（IF钢）为第三代，产生和大范围的应用于80年代以后。三代冲压用钢性能比较如表1所示。

  无间隙原子钢（IF钢）是深冲性最好的冲压用钢，也是今后深冲钢发展的方向。目前大多数都用在汽车超深冲级（EDDQ）和特超深冲级（S-EDDQ）冲压件（轿车覆盖件）的生产。在国外，尤其日本、韩国已大量使用IF钢替代低碳铝镇静钢用于汽车制造业。从1986年到1990年，全世界IF钢的产量增长5倍，达到700万t，其中日本和德国发展最快，日本从1986年到1989年产量增长了11倍。1997年仅日本IF钢的年产量就超过1000万t。我国研制IF钢始于1989年，1995年宝钢IF钢产量为6万多吨，2002年宝钢的IF钢冶炼量超过100万t，实现了规模突破。以IF钢为基础发展起来的深冲热镀锌IF钢板、深冲高强度烘烤硬化板等系列，已形成了第三代汽车冲压钢板。IF钢的生产慢慢的变成了一个国家汽车钢板的标志，降低生产所带来的成本并进一步提升产品等级是目前IF钢生产和研究方向。

  为了满足汽车“减重节能”的需要，汽车零部件慢慢的变多地使用高强度钢板制造。冷轧汽车板的应用比例在日益增加，强度级别也在逐渐提高。日本、美国、欧洲各汽车制造厂所使用的高强度钢板的等级不完全一样，但总的趋势是汽车用钢板，尤其是汽车加强件用板的强度等级在进一步提升。美国和欧洲高强度钢板的使用量在增加，强度等级使用到440MPa等级，更高等级正在开发中。日本高强度钢板使用量增加最快，7年前在轿车上使用高强度钢板的比率已达到30~40%，在卡车上使用的比率为5%~10%。强度等级也最高，用作汽车门的加强板和保险杠甚至使用980MPa级以上的超高强度钢板，个别厂家己能生产1470MPa 级超高强钢板。超高强钢板的厚度较厚、宽度较窄，在汽车上用量较少，但有一定的发展前途，反映了一个国家的钢铁生产技术水平。随着对高强度与成形性的矛盾、带厚减薄与抗腐蚀性的矛盾、焊接性能以及擦伤、磨损、碎裂、疲劳等各方面的问题的逐步解决，冷轧高强度钢板的应用将越来越广泛。

  随着对汽车寿命和耐蚀性要求的逐步的提升，镀层钢板在汽车中的使用比例逐年增多。热镀锌较电镀锌钢板增长更快，原因是热镀锌钢板的成本较电镀锌低，而且近年来由于带钢热镀锌技术不断取得实质进展，热镀锌带钢的表面上的质量逐步的提升，已逐步接近电镀锌产品表面上的质量并部分替代电镀锌产品用于汽车外覆件，在汽车板方面，热镀锌取代电镀锌的趋势日益明显。随着我们国家汽车工业的发展，尤其是汽车档次的提高及镀层板性能的改善，镀层板用量会迅速增加，表面处理钢板会全力发展，而高强钢表面处理钢板，集高强度和优良耐蚀性等优点于一身，必然成为汽车用钢板发展的重中之重。

  为实现汽车减重节能、防腐、防污染、防噪声、安全舒适等目标，逐步形成了具有不一样特点的冷轧汽车板品种系列，其中主要有：以提高成形性能为目标的深冲钢板系列；以减振节能为目标的高强度钢板系列；以提高汽车防腐能力为目标的表面处理钢板系列；以发展高性能汽车为目标的特殊钢板等。

  通过加入Mn、Cu、Mo、V、Ti、Co和适当的控轧控冷工艺产生弥散强化、晶粒细化和回复强化以提高强度。其强度级别为380MPa、420MPa、460MPa、500MPa和540MPa。Cu析出强化钢抗拉强度可达610MPa，塑性应变比r值可达1.9，加Mn后IF钢抗拉强度达440MPa，塑性应变比r值为1.5~2.0。

  双相钢是通过适当的合金元素和生产的基本工艺获得80%~90%的铁素体和10%~20%的马氏体组织，它具有低屈服强度，高加工硬化指数，成形性能好，抗拉强度可达560~1030MPa。马氏体钢为高含锰（0.8%~1.6%）钢，在快速冷却下控制A→M转变，获得80%以上的马氏体组织和极高的强度（689~1034MPa）。TRIP钢是双相钢的变种，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 ~ 800 MPa。

  钢板通过适当的退火工艺控制固溶C原子数量，达到冲压前低屈服强度，在烘烤过程中屈服强度增高40~80MPa，来提升材料抗凹陷能力。BH板拥有非常良好的成形性能，塑性应变比r值高达2.3。3．3涂镀层钢板

  为提高汽车性能，人们开发生产了具有潜在竞争力的特种汽车板。如以安全减振为目的的减振钢板，可大大降低汽车高速运行时产生的雷鸣效应，消除噪声、提升舒适性；以生产宽幅汽车板、减轻重量、减少相关成本为目的的拼焊钢板，大幅度的提升了汽车整体性能和安全性能；以提高表面上的质量要求的表面无缺陷钢板（O5），极大满足了高档轿车的发展需要。

  为了满足汽车用钢对深冲性能更高的要求，近年来发展应用了无间隙原子钢（IF 钢），它是在超低碳钢（C＜0.005%，N＜0.003%）中加入一定量的Ti、Nb，使钢中C、N原子被固定成碳化物、氮化物，而钢中无间隙原子存在。

  冷轧高强汽车板板规格范围通常为0.5~1.2mm×800~1850mm，强度级别为340~1470MPa。主要品种有烘烤硬化BH钢、双相DP钢和相变诱导塑性TRIP钢等。

  烘烤硬化BH钢用于汽车门外板、发动机盖板、行李箱外板和顶棚等多种覆盖构件，是一种综合性能理想的汽车用板，国内烘烤硬化BH钢板按照屈服强度可分为：180 MPa，210 MPa，240 MPa，270 MPa和300 MPa等强度级别。烘烤硬化BH钢根据生产工艺的不同，可分为冷轧普板、电镀锌和热镀锌三大类产品。目前国内新一代轿车的外板多采用电镀锌烘烤硬化钢板，屈服强度的级别主要是180 MPa和220 MPa。

  双相DP钢一般用于高强度、高抗碰撞吸收能力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，随着钢种性能和成型技术的进步，双相DP钢也被用在汽车的内外板上。

  为了达到优良的耐腐蚀性能，汽车板广泛使用了镀锌板，镀锌板的生产工艺主要有热镀锌板（GI）和电镀锌板（EG）。

  近年来随着热镀锌技术的发展，热镀锌产品质量（尤其是表面质量）不断提高，热镀锌产品在汽车领域应用更加广泛，并且由于热镀锌产品成本上具有的优势（比电镀锌产品便宜10%～20％），目前在一些场合已有替代电镀锌产品的趋势。

  减振钢板是由钢板/树脂/钢板组成的复合钢板，表层钢板厚度通常为0.3~1.6mm，中间高分子树脂采用呈粘弹性的软树脂，厚度为0.03~0.15mm。减振钢板可降低因机械运动而产生的振动和噪音，种类有：热塑性树脂复合减振钢板、热固性树脂复合减振钢板、可焊接的导电型树脂复合减振钢板、高耐热性减振钢板。减振钢板在汽车工业中首先用于制造发动机油盘，油盘不仅要求板材具有良好的成形性，而且要在80~100℃的使用环境下具有良好的减振性和耐疲劳性。

  汽车板表面质量根据要求的不同，可分为表面无缺陷钢板（O5）和内板（O3），轿车用的冷轧板和镀锌板对其表面质量发展要求极为苛刻，内部件要求A级表面（欧洲新标准，相当于O3或Ⅹ级表面），外表面覆盖件要求B级表面（相目当于O5级或Z级表面）；同时对钢板的表面粗糙度也有严格的要求，粗糙度一般要求控制在外表面件0.6~1.2µm，内表面件0.8~2.0µm。

  注重环境友好和更安全将是汽车工业的发展的新趋势，这必然使冷轧汽车板向超深冲性、超高强度、涂镀层和特殊性方向发展。

  随着汽车工业的发展，冷轧高强汽车板的品质衡量准则要求慢慢的升高，在保证加工性能的同时，产品强度也有必要进行大幅度的提高，使产品高强化与成形性良好匹配。