宝钢汽车用超高强钢奇瑞交流

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1、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,车重和油耗之间的关系 轿车

2、减轻自重10可降低油耗37 卡车减重1000kg可降低油耗67,一、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(ULSABAVC),一、高强汽车板的发展趋势,一、高强汽车板的发展趋势,1.5

3、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:230MPa TS:380MPa A80:35 r: 0.3 260级 YP:265MPa TS:410MPa A80:33 r: 0.2,二、宝钢正在推广应用的部分

4、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:,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

5、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

6、。,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,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:Dual Phase),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、800 1000和1200MPa 热镀锌:500、600、800和 100

7、0MPa 热镀锌合金化:500、600、800 和1000MPa,3.2.2 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 (140-220 MPa) 无屈服延伸,无室温时效 BH:3580MPa 屈强比较低(0.50.65),典型用途: 车底十字构件(Floor cross member) 防撞加强构件(Bumper reinforcement) 轨(Rail) 前翼构件(front side member) 后侧外部构件(External rear side member) 悬挂构件(Tower suspens

8、ion),三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,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,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, FBrA(5-

9、15%),3.3 相变诱导塑性钢 (TRIP:TRansformation Induced Plasticity ),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:,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%) C Si Mn P S 0.2 2.0 2.0 0.02 0.015 力学性能:YS380MPa,TS600MPa,EL5026 尺寸规格:(0.82.0)(8001200)mm,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现

10、状,宝钢热轧TRIP钢的技术指标,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,宝钢复相钢技术指标,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, 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。

11、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。,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。 板材热成形工艺就是利用金属在高温状态下延展性会迅速增加、屈服强度迅速下降的特点,利用模具使零件成形的工艺。 将钢板被加热到奥氏体温度区间(约90

12、0)进行热冲压,同时在冲模内对冲压件快速冷却(淬火),可制造抗拉强度达到1400MPa以上的部件。,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,成分特点特点:炭含量低,Mn和B含量高 显微组织:马氏体 应用: 结构件 分类:热轧和冷轧产品,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,宝钢热成形用钢技术指标,BR1500HS钢典型力学性能,BR1500HS热处理后力学性能,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,3.7 其他高强钢 3.7.1 高扩孔钢 许多汽车零件需冲孔翻边,其扩孔翻边性能与钢板的组织有关。研究表明单项组织具有较好的扩孔翻边性能,两相硬度差越小(如F+B)的钢板扩孔翻边越好。 用扩孔率表示扩孔性能

13、 := (df- d0)/d0 100 用途:汽车摆臂、轮辋轮辐、底盘构件及需要扩孔或翻边的构件等,宝钢高扩孔钢的技术指标,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状, 铁素体高扩孔钢 屈强比高、具有高的扩孔性能,适合高温卷取可在2050热轧线生产。可批量供货。目前每月有100吨的订货量,用于汽车摆臂的制造。,典型力学性能, FB高扩孔钢 具有高的扩孔性能、屈强比低,需采用分段控制冷却、卷取温度比较低。已完成实验室研究,590级进行过一轮工业性试验,FB典型微观组织,HSLA钢 FB高扩孔钢,后桥悬架摆臂(天津丰田),三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,3.7.2 高强度大梁钢板 宝钢高强度大梁钢板的

14、技术指标,工业性试验钢板机械性能,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,3.7.3 轮辋钢 有500MPa、550MPa等几个级别 技术指标, B550CL典型机械性能,三、宝钢先进高强度汽车板的开发现状,一、高强汽车钢板的应用及趋势 二、部分正在推广应用的普通高强钢 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,4.1 国外和宝钢部分品种大类和强度级别情况 1,注:*代表一个抗拉强度下有2个或2个以上的屈服强度; :目前可生产,:实验室研发中,/:无此产品,四、宝钢高强度汽车板的未来,注:*代表一个抗拉强度下有2个或2个以上的屈服强度; :目前可生产,:实验室研发中,

15、/:无此产品,国外和宝钢部分品种大类和强度级别情况 2,四、宝钢高强度汽车板的未来,4.2 宝钢汽车板新产品的研发方向 汽车板是宝钢的战略产品,目前国内的汽车板市场占有率达60。随着市场竞争加剧,宝钢必须不断开发新产品来扩大供货领域,其中AHSS钢板系列将是今后一个主要研发方向,具体包括: (1) AHSS钢板品种的开发,包括热轧DP钢、热轧TRIP钢、热轧CP钢、冷轧CP钢、热镀锌DP钢和热镀锌TRIP钢等。 (2) 开展AHSS钢板的使用技术研究,主要包括镀锌钢板的成形、高强度钢板的高速动态性能、疲劳性能以及焊接性能等,为用户更好地使用奠定技术基础。 (3) 性能稳定性的系统控制,相对于一般的高强钢而言,AHSS钢板对成分和工艺具有更高的敏感性。,四、宝钢高强度汽车板的未来,4.3 宝钢新增机组将拓宽先进高强钢的生产能力 宝钢近期新增三条机组,包括三热轧、五冷轧和一条中试机组。目前,三热轧已经试产,另外两条机组分别将于2008年6月和2009年1月投产。 这三条机组都旨在解决制造先进高强钢,在不远的将来,宝钢即可大大提高先进高强钢产品的制造能力,从而大大提高宝钢高强度汽车板的国际竞争力,满足国内外市场的需要。,四、宝钢高强度汽车板的未来,谢谢各位!,

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