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1、汽车用钢板材料基础知识课程用时：60分钟课程目标：了解汽车用钢板材料基本知识 概要：概要：一、板材加工工艺一、板材加工工艺一、板材加工工艺一、板材加工工艺二、二、二、二、 钢板分类；钢板分类；钢板分类；钢板分类；三、三、三、三、 我公司现使用材料；我公司现使用材料；我公司现使用材料；我公司现使用材料；四、四、四、四、 钢板材料牌号基础知识；钢板材料牌号基础知识；钢板材料牌号基础知识；钢板材料牌号基础知识；五、五、五、五、 钢板的冲压性能；钢板的冲压性能；钢板的冲压性能；钢板的冲压性能；六、钢板的焊接性能六、钢板的焊接性能六、钢板的焊接性能六、钢板的焊接性能从原料到冷轧产品的工艺路径工艺路径图矿
2、石矿石混匀混匀烧结烧结炼铁炼铁原煤原煤焦化焦化冷轧冷轧热轧热轧炼钢炼钢冷轧产品冷轧产品化学成分对钢质的影响通常，在低碳钢中有（C）、硅（Si）、硫（S）、磷（P）、锰（Mn）等元素，此，外还有一些作为夹杂偶然存在的或者为了特殊目的而添加的元素。 C：在铁中呈间隙固溶体，是对机械性能产生强烈影响的元素。 C0.01% 随着碳含量的增加，屈服点、抗拉强度急剧增加，延伸率、端面收缩率则减少； C0.01% 随着碳含量的增加,屈服点、抗拉强度少有增加，延伸率端面收缩率几乎不变。Si：硅作为脱氧剂而添加的，即使是镇静钢含硅量0.20.4%也对普通钢的机械性能影响不大。Mn：锰是钢中脱氧、脱硫必加元素，普
3、通钢内约含1%以下。随着锰含量的增加，强度增加，延伸率几乎不变。S：硫是由矿石带入钢中的，一般来说硫是有害元素。P：在通常情况下它也是一种有害元素。有益的方面P是固熔强化最强的元素。化学成分对钢质的影响二、 钢板分类1、按厚度分类： （1）薄板 （2）中板 （3）厚板 （4）特厚板2、按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板3、按表面特征分类 （1）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板） （2）镀锡板 （3）复合钢板 （4）彩色涂层钢板4、按用途分类： （1）桥梁钢板（2）锅炉钢板（3）造船钢板 （4）装甲钢板（5）汽车钢板）汽车钢板（6）屋面钢板 （7）结构钢板（8）电工钢板（硅钢片） （9）弹簧
4、钢板（10）其他三、我公司现使用钢板牌号（一）热轧钢板（一）热轧钢板SAPH440SAPH440SAPH440SAPH440WL440WL440A420LA420LT52LT52LA510LA510LWL510WL510B510LB510L三、我公司现使用钢板牌号（一）冷连轧钢板）冷连轧钢板基本牌号对应牌号DC01St12、SPCC、BLCDC03St13、RRst13、SPCD、BLDDC04St14、SPCE、BUSDDC05DC05、St15DC06St16/St17、BSC3、BSUFD我公司现使用钢板牌号（二）冷连轧高强度钢板（二）冷连轧高强度钢板 B180H1烘烤硬化冷轧钢板：经过
5、冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一。注意点:烘烤硬化钢比较容易产生拉伸应变痕,因此建议在制造后3个月内尽快使用.三、我公司现使用钢板牌号（二）冷连轧高强度钢板（二）冷连轧高强度钢板 B170P1、B210P1、B250P1含磷高强度冷轧钢板：含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较高强度，比普通冷轧钢板高1525；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高2
6、0；具有良好的点焊能；(厂家加工宽度L1400(t1.0),L1.0).三、我公司现使用钢板牌号（二）冷连轧高强度钢板（二）冷连轧高强度钢板B280/440DP、B340/590DP冷轧双相钢板：具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进一步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；三、我公司现使用钢板牌号（二）冷连轧高强度钢板（二）冷连轧高强度钢板B340LA低合金高强度冷连轧钢板四、钢板材料牌号基础知识三、钢板材料牌号基础知识钢板及钢带按表面质量区分钢板及钢带按表面质量区分级别级别代号代号
7、特征特征较高级的精较高级的精整表面整表面FBFB（O3O3）表面允许有少量不影响成型表面允许有少量不影响成型性及涂、镀附着力的缺陷，性及涂、镀附着力的缺陷，如轻微的划伤、压痕、麻点、如轻微的划伤、压痕、麻点、滚印及氧化色等滚印及氧化色等高级的精整高级的精整表面表面FCFC（O4O4）产品二面中较好的一面无肉产品二面中较好的一面无肉眼可见的明显缺陷，另一面眼可见的明显缺陷，另一面必须至少达到必须至少达到FBFB的要求的要求超高级的精超高级的精整表面整表面FDFD（O5O5）产品二面中较好的一面不得产品二面中较好的一面不得有任何缺陷，即不能影响涂有任何缺陷，即不能影响涂漆后的外观质量或电镀后的漆后
8、的外观质量或电镀后的外观质量，另一面必须至少外观质量，另一面必须至少达到达到FBFB的要求的要求四、钢板材料牌号基础知识表面结构表面结构表面结构表面结构代号代号特征特征麻面麻面D D平均粗糙度平均粗糙度RaRa按按0.6mRa1.9m0.6mRa1.9m控制控制光亮表面光亮表面B B平均粗糙度平均粗糙度RaRa按按Ra0.9mRa0.9m控制控制四、钢板材料牌号基础知识拉伸实验拉伸实验kbb 极限载荷点五、（冲压）材料的力学性能Fee 弹性极限点sS 屈服点K 断裂点拉伸曲线FFL应力应变曲线缩颈o1 1强度强度：当材料单位面积上所受的应力e es s时，材料将产生明显的塑性变形。条件屈服强度
9、: 0.2=F 0.2/S0 （MPa）材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。（1 1） 屈服强度屈服强度（S）指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。S S =Fs/S=Fs/S0 0 （MPaMPa）它表征了材料抵抗微量塑性变形的能力。屈服强度屈服强度 是塑性材料选材和评定的依据。是塑性材料选材和评定的依据。五、（冲压）材料的力学性能kbFes100%0.2%b b =Fb/S0 （MPa）（2 2）抗拉强度）抗拉强度（b ）抗拉强度是材料在拉断前抗拉强度是材料在拉断前承受最大载荷时的应力。承受最
10、大载荷时的应力。 它表征了材料在拉伸条件下所能承受的最大应力。抗拉强度抗拉强度 是脆性材料选材的依据。是脆性材料选材的依据。五、（冲压）材料的力学性能2. 2. 塑性塑性常用常用 和和 作为衡量塑性的指标。作为衡量塑性的指标。伸长率：材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力。材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力。断面收缩率:FFL良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。五、（冲压）材料的力学性能3 3刚度（刚度（E E） 在弹性阶段：4 4硬度硬度是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。(1)(1)布氏硬度（布氏硬度（HBHB）：）： 材
11、料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。E E 材料抵抗弹性变形的能力越大。材料抵抗弹性变形的能力越大。所以：F五、（冲压）材料的力学性能布氏硬度适用布氏硬度适用HB450HB450HB450FFF12001：10五、（冲压）材料的力学性能5 5冲击韧性冲击韧性 AK = G（H1 H2）（J） ak = AK /S （J/m2） 低碳钢： b3.6HB高碳钢： b3.4HB调质合金钢： b3.25HB材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。 在冲击载荷下工作的零件，很少是受大能量一次冲击而破坏的；往往是受小能量多次重复冲击而破坏的。五、（冲压）材料的力
12、学性能6 6疲劳强度疲劳强度材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力。材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力。 循环基数钢： 受交变载荷作用的零件，在其所受应力远远低于该材料的屈服强度时，会发生突然的断裂。而且是脆性断裂。据统计，约据统计，约80%80%的机件失效为的机件失效为疲劳破坏。疲劳破坏。有色金属：五、（冲压）材料的力学性能力学性能力学性能bs强度塑性刚度硬度韧性疲劳强度 力学性能与失效形式的关系力学性能与失效形式的关系失效形式失效形式断裂塑性变形过量弹变磨损五、（冲压）材料的力学性能 1、屈服极限、屈服极限 屈服极限 小,材料容易屈服,则变形抗力小.2、屈强
13、比、屈强比 屈强比小,说明 值小而 值大3、伸长率、伸长率 拉伸实验中,试样拉断时的伸长率称总伸长率4、硬化指数、硬化指数 单向拉伸硬化曲线可写成 其中n为硬化指数5、厚向异性指数、厚向异性指数 厚向异性指数是指单向拉伸试样宽度应变和厚度应变之比6、板平面各向异性指数、板平面各向异性指数3 板料的力学性能与冲压成形性能的关系板料的力学性能与冲压成形性能的关系五、（冲压）材料的力学性能试样尺寸常用排样形式常用搭边值车间改善关注点建议车间改善应介入到新车型试制阶段l对于更换材料材质的改善，须经工程院、研究院相关部门确认，且要在焊装车间进行试片试验；l对于利用下脚料制件的改善，要保证产生下脚料的工序
14、及以上工序没有进行拉延；l对于改善中涉及到更换材料规格，应及时反馈我部及物流，确定切换时间；l对于改善中，由拉延工序改为压型工序，应慎重，尤其是外表件。拉延筋的一些尺寸知识六、 金属连接(焊接) 基础知识 材料的连接成型是制造金属结构或零部件的重要手段，在现代制造业中有着十分重要的作用。所谓材料的连接成型是指材料通过机械、物理、化学和冶金方式，由简单型材或零件连接成复杂零件和机械部件的工艺过程。 按接头的形成机理来分类，材料的连接成型工艺大致可分为: 机械连接成型机械连接成型、 物理和化学连接成型物理和化学连接成型、 冶金连接（焊接）成型冶金连接（焊接）成型等。机械连接成型机械连接成型 机械连
15、接成型是指用螺钉、螺栓、铆钉、销钉等紧固件将两分离型材或零件连接成一个复杂零件或部件的过程。材料相互间的连接是靠机械力来实现的，随机械力的消除接头可以松动或拆除。主要用于机器与机架的装配，易损件的连接。物理和化学连接成型物理和化学连接成型 物理和化学连接成型是指用粘接和钎料通过毛细作用和分子间力作用或者相互扩散及化学反应作用，将两个分离表面连接成不可拆卸接头的过程。按接头的形成机理可分为钎焊（也属于焊接的范畴）和粘接，主要用于异种材料和非金属材料之间的连接，以及复杂零件之间的组装连接，在现代航空、电子工业中得到了广泛应用。六、 金属连接金属连接(焊接焊接) 基础知识基础知识冶金连接（焊接）成型
16、冶金连接（焊接）成型 冶金连接成型是指通过加热或加压（或两者并用），使两个分离表面的原子达到晶格距离(0.30.5nm)，并形成金属键而获得不可拆卸接头的工艺过程。 主要用于金属材料及金属结构的焊接成型，通常称为焊接。 主要方法有：熔化焊接熔化焊接压力焊接压力焊接钎焊钎焊六、 金属连接金属连接(焊接焊接) 基础知识基础知识1、金属焊接成形、金属焊接成形用加热、加压等工艺措施，使两分离表面产生原子间的结合与扩散作用，从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。2、焊接成形的分类、焊接成形的分类 1 1熔化焊：熔化焊： 2 2压力焊：压力焊：3 3钎焊：钎焊：电弧焊（手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊）、
17、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等软钎焊、硬钎焊六、 金属连接金属连接(焊接焊接) 基础知识基础知识焊接焊接3、焊接成形的特点焊接成形的特点1接头 牢固、密封性好。2可化大为小、以小拼大。 3可实现异种金属的连接。4重量轻、加工装配简单。5焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。六、 金属连接金属连接(焊接焊接) 基础知识基础知识焊接焊接4、金属材料的焊接性、金属材料的焊接性1. 1. 金属材料的焊接性金属材料的焊接性指被焊金属采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。焊接性 工艺
18、焊接性： 使用焊接性：焊接接头产生工艺缺陷的倾向。尤其指出现各种裂纹的可能性焊接接头在使用中的可靠性。包括力学性能及其它特殊性能2. 2. 影响焊接性的因素影响焊接性的因素1）焊接方法4） 工艺参数2）焊接材料3）焊件化学成分六、六、 金属连接金属连接(焊接焊接) 基础知识基础知识焊接焊接（一）、电弧焊焊接过程（一）、电弧焊焊接过程引弧 形成熔池形成焊缝（二）、（二）、熔焊过程冶金特点熔焊过程冶金特点六、焊接成形概述焊接成形概述1 . 熔池金属温度高于一般冶金温度2 . 熔池金属冷却快，处于液态的时间短2000k使金属元素强烈蒸发、烧损。10s化学成分不均匀；焊缝区易产生气孔、夹渣等缺陷。3
19、.空气对焊缝的影响严重（一） 碳钢的焊接1. 1. 低碳钢的焊接低碳钢的焊接低碳钢： C0.25%CE 0.4%焊接性良好焊接性良好。2. 2. 中碳钢的焊中碳钢的焊接接中碳钢：C：0.250.60%焊接性由良好良好 较差较差。C CE E 0.4% C0.60%焊接性差。焊接性差。CE 0.60%问题问题焊缝区易产生热裂纹热影响区易产生冷裂纹措施措施焊前预热（250350 ），焊后缓冷。选用低氢型焊条。焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。避免选用高碳钢作为焊接结构件。焊补焊补措施焊前预热（150250 ），焊后缓冷。选用低氢型焊条。焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。六、常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接（一） 焊接结构材料的选择1. 优先选用低碳钢和低强度低合金钢；2. 对于重要件应有先选用镇静钢；3. 尽量选用同一牌号的材料；4. 材料的厚度最好相等；5. 尽量选用型材。六、焊接成形金属件的工艺设计焊接成形金属件的工艺设计谢谢大家谢谢大家
