1、冷轧汽车板简介冷轧汽车板简介主 要 内 容1. 1.现代汽车用冷轧薄板简介现代汽车用冷轧薄板简介 2. 2. 本钢汽车板相关情况介绍本钢汽车板相关情况介绍 3. 3. 板材成形性能板材成形性能1. 1.现代汽车用冷轧薄板简介现代汽车用冷轧薄板简介在发达国家中，汽车工业始终是国民经济的支柱产业。在发达国家中，汽车工业始终是国民经济的支柱产业。汽车问世以来的几十年间，许多工业部门都作为支柱产业存汽车问世以来的几十年间，许多工业部门都作为支柱产业存在过，如纺织、建筑、钢铁，以及现在的信息产业和航空航在过，如纺织、建筑、钢铁，以及现在的信息产业和航空航天工业，但只有汽车工业历经几十年长盛不衰，一直保持
2、着天工业，但只有汽车工业历经几十年长盛不衰，一直保持着支柱的地位，足以见得其对一个国家的重要性。随着我国改支柱的地位，足以见得其对一个国家的重要性。随着我国改革的深入和经济的发展，近几年来汽车工业在国民经济中的革的深入和经济的发展，近几年来汽车工业在国民经济中的地位越来越重要。大力发展汽车工业已成为国家经济发展的地位越来越重要。大力发展汽车工业已成为国家经济发展的重要一环。汽车工业的发展将带动一系列的工业部门共同发重要一环。汽车工业的发展将带动一系列的工业部门共同发展和进步。这一进步不仅包括产量的扩大，而且包括质量的展和进步。这一进步不仅包括产量的扩大，而且包括质量的提高、技术的更新和进步、设
3、备的改造、管理水平的提高等提高、技术的更新和进步、设备的改造、管理水平的提高等一系列的变革。一系列的变革。汽车用金属材料中钢铁约占汽车用金属材料中钢铁约占70%，而钢铁中用量最大的，而钢铁中用量最大的是薄钢板，一辆轿车使用的薄钢板为是薄钢板，一辆轿车使用的薄钢板为600700kg，薄钢板，薄钢板的零件为的零件为500600件，其中以冷轧薄板的用量最大（国际件，其中以冷轧薄板的用量最大（国际上有镀层汽车板替代冷轧汽车板的趋势）。统计表明，通常上有镀层汽车板替代冷轧汽车板的趋势）。统计表明，通常在汽车的钢材消耗中冷轧板约占在汽车的钢材消耗中冷轧板约占40%，各种涂镀层板占，各种涂镀层板占20%（在
4、发达国家中此比例较高），热轧板占（在发达国家中此比例较高），热轧板占20%。在发达国家。在发达国家生产的冷轧薄板中，约生产的冷轧薄板中，约50%是供应汽车行业。是供应汽车行业。在冷轧薄板中，在冷轧薄板中，汽车用板带的宽度最宽、品种范围最广、表面质量及板带精汽车用板带的宽度最宽、品种范围最广、表面质量及板带精度要求最严格、成型性指标最高，因此汽车板的生产技术也度要求最严格、成型性指标最高，因此汽车板的生产技术也就代表了冷轧带钢的最高水平。就代表了冷轧带钢的最高水平。冷轧薄板在汽车上的应用情况冷轧薄板在汽车上的应用情况2010年国内汽车用板需求量预测年国内汽车用板需求量预测序号序号钢材品种钢材品种
5、总需求量（万吨）总需求量（万吨）构成比（）构成比（）1中板中板246.424.072热轧薄板热轧薄板71.6173冷轧薄板冷轧薄板590.2457.684镀锌薄板镀锌薄板101.839.954.1热镀锌薄热镀锌薄板板67.76-66.544.2电镀锌薄电镀锌薄板板34.07-33.465镀铝薄板镀铝薄板3.90.386镀铅薄板镀铅薄板9.420.92总总计计1023.4100汽车用钢板的质量要求汽车用钢板的质量要求v汽车业对汽车板的要求多样化汽车业对汽车板的要求多样化v特征：三多一高特征：三多一高v高强度钢板应用多高强度钢板应用多v表面处理钢板应用多表面处理钢板应用多v超深冲钢板应用多超深冲钢
6、板应用多v钢板表面质量标准高钢板表面质量标准高 汽车行业对汽车板的要求汽车行业对汽车板的要求v优良的成型性能优良的成型性能v在保证塑性、韧性指标的同时，具有更高的强度和刚度在保证塑性、韧性指标的同时，具有更高的强度和刚度v良好的耐腐蚀性良好的耐腐蚀性v良好的表面状态和形貌，严格的尺寸精度良好的表面状态和形貌，严格的尺寸精度v良好的连接性能和保型性能良好的连接性能和保型性能v良好的喷涂性能和对油漆、涂层的良好的附着性能良好的喷涂性能和对油漆、涂层的良好的附着性能v有利于保护环境有利于保护环境v其它要求其它要求v钢板减震性能和降低噪音性能的要求（采用复合减震钢板）钢板减震性能和降低噪音性能的要求（
7、采用复合减震钢板）v钢板冲压过程中自润滑性能的要求钢板冲压过程中自润滑性能的要求轿车用钢板的发展趋势轿车用钢板的发展趋势v高强度钢板高强度钢板v表面毛化钢板表面毛化钢板v激光拼焊技术激光拼焊技术v镀层钢板镀层钢板v有机涂层钢板有机涂层钢板v减震钢板减震钢板 现代汽车用钢种类现代汽车用钢种类现代汽车用钢和技术要求现代汽车用钢和技术要求v50年代，开发和使用沸腾钢，相当于国内的年代，开发和使用沸腾钢，相当于国内的08F系列；系列；v6070年代，大量使用铝镇静钢，相当于国内的年代，大量使用铝镇静钢，相当于国内的08Al系列；系列；v80年代末年代末90年代初，大量的研究集中在年代初，大量的研究集中
8、在IF钢，为取得钢，为取得更好的深冲性；更好的深冲性；v90年代以后主要是开发和使用高强度钢板。低碳与超低年代以后主要是开发和使用高强度钢板。低碳与超低碳的含碳的含P钢板、钢板、BH钢板、含钢板、含Cu钢板；钢板；v进入进入21世纪所有的研究和开发工作集中在开发新型的超世纪所有的研究和开发工作集中在开发新型的超高强度钢，为超轻型车体计划配套的新型钢板，如双相高强度钢，为超轻型车体计划配套的新型钢板，如双相钢、钢、Trip钢、钢、Twip钢、含钢、含B钢等等。钢等等。冷轧超深冲钢板冷轧超深冲钢板IF钢的成分特点是超低碳、微合金化和纯净。在深冲钢的生产钢的成分特点是超低碳、微合金化和纯净。在深冲钢
9、的生产中，固溶的碳严重损害钢板的中，固溶的碳严重损害钢板的r值。这是由于随着固溶碳的增加值。这是由于随着固溶碳的增加（310-4%510-4%），在结晶结构中的），在结晶结构中的111组分急剧减少，固组分急剧减少，固溶氮与固溶碳有类似的作用。溶氮与固溶碳有类似的作用。IF钢在生产中通过真空脱气使碳、氮钢在生产中通过真空脱气使碳、氮含量尽量低，同时通过添加合金元素钛或铌来清除固溶体中残留的含量尽量低，同时通过添加合金元素钛或铌来清除固溶体中残留的碳、氮间隙原子而得到洁净的铁素体基体，从而消除间隙原子的不碳、氮间隙原子而得到洁净的铁素体基体，从而消除间隙原子的不利影响，工业生产的超低碳钢（利影响，
10、工业生产的超低碳钢（310-3%510-3%），若不经钛），若不经钛铌处理，其铌处理，其r值并不高，故为获得高的值并不高，故为获得高的r值必须进行合金化处理。值必须进行合金化处理。IF钢中除碳、氮被尽量减低外，其它元素如硫、氧也要控制在尽可能钢中除碳、氮被尽量减低外，其它元素如硫、氧也要控制在尽可能低的水平。强化元素锰、磷、硅也不应过高。低的水平。强化元素锰、磷、硅也不应过高。汽车用高强度钢板汽车用高强度钢板v车体轻量化车体轻量化v更安全更安全v节约能源节约能源v对环境友好对环境友好v可以买得起可以买得起高强度钢板的强化机制高强度钢板的强化机制强化机制强化机制主要添加元素主要添加元素强度级别强
11、度级别冲压成形特性冲压成形特性b/MPa一般特性一般特性具体特性具体特性固溶强化固溶强化P-Mn340440一般冲压用一般冲压用抗胀成型性好抗胀成型性好,有有BH性性（低碳系）（低碳系）Si-Mn,P一般加工用一般加工用固溶强化固溶强化P-Mn,P-Si340590深冲用深冲用深冲性良好深冲性良好,有有BH性性（超低碳系）（超低碳系）Mn-P-Ti,Ti.Nb析出强化析出强化Mn,Nb390590一般加工用一般加工用焊接性能良好焊接性能良好Si-Mn-Ni固溶固溶+析出强化析出强化Mn-Ti490590一般加工用一般加工用适于弯曲加工适于弯曲加工,高高R值型值型Si-Mn-P-Nb,Cu,Ti
12、相变强化相变强化Mn-Si3901470低屈服比型低屈服比型适于高拉胀加工适于高拉胀加工,有有BH性性（马氏体系）（马氏体系）Mn-Si-P（M+B）Mn,Si-Mn-Nb相变强化相变强化Mn-Cr3901470高扩孔率型高扩孔率型适于拉伸成形适于拉伸成形（贝氏体系）（贝氏体系）高延伸型高延伸型相变强化相变强化Si-Mn590980高残余奥氏体钢高残余奥氏体钢板板TRIP效果产生的效果产生的高延伸高强度钢高延伸高强度钢板板（残余奥氏体系）（残余奥氏体系）(TRIP钢钢)析出析出+相变强化相变强化Mn-Si-Ti7801470超高强度钢板超高强度钢板高强度高强度,加工性良加工性良好好Mn-Si-
13、Ti-Mo高强度钢的主要强化机制高强度钢的主要强化机制v高强度冷轧板高强度冷轧板主要用于汽车车体的内外板，板厚通常为主要用于汽车车体的内外板，板厚通常为0.51.2mm，强度为强度为3401470MPa。强化机制有固溶强化、析出强化、固溶。强化机制有固溶强化、析出强化、固溶+析析出强化、相变强化和析出出强化、相变强化和析出+相变强化。上表列出高强度冷轧钢板的强相变强化。上表列出高强度冷轧钢板的强化机制、主要添加元素、强度级别和成形特性。化机制、主要添加元素、强度级别和成形特性。v固溶强化：固溶强化：通过添加通过添加P、Si、Mn等置换型固溶元素或等置换型固溶元素或C、N等间隙性固溶元素强等间隙
14、性固溶元素强化机体。化机体。v析出强化：析出强化：使使Ti、Nb、V等的碳化物和氮化物成为微细析出物分散于马氏体中，等的碳化物和氮化物成为微细析出物分散于马氏体中，从而提高钢的强度。从而提高钢的强度。v组织强化（相变强化）：组织强化（相变强化）：组织强化是使珠光体、贝氏体、马氏体等硬质相分散于钢的基体中组织强化是使珠光体、贝氏体、马氏体等硬质相分散于钢的基体中并产生强化作用。并产生强化作用。汽车用冷轧高强度钢板产品和应用成型件汽车用冷轧高强度钢板产品和应用成型件v固溶强化（低碳系）：固溶强化（低碳系）：340、370、390、440、340BH；外板、内板、框架、托架、支柱等；外板、内板、框架
15、、托架、支柱等v固溶强化（超低碳系）固溶强化（超低碳系）：340、370、390、440、490、590、340BH、390BH；深冲加工外板、；深冲加工外板、内板内板v析出强化：析出强化：390、440、490、540、590；内板；内板v固溶固溶+析出强化：析出强化：490、540、590；加强部件、支柱；加强部件、支柱v组织强化（马氏体系）：组织强化（马氏体系）：3901470、390BH、440BH、490BH、540BH、590BH；轻加工内；轻加工内板、结构部件、加强部件板、结构部件、加强部件v组织强化（贝氏体系）：组织强化（贝氏体系）：440、590；构件、支柱板、加强部件；构件
16、、支柱板、加强部件v组织强化（残余奥氏体系）：组织强化（残余奥氏体系）：590、780、980；高延展性要求构造部件；高延展性要求构造部件v析出析出+组织强化：组织强化：780、980、1180、1270、1470；缓冲件加强材料、门里加强板；缓冲件加强材料、门里加强板固溶强化冷轧高强度钢板固溶强化冷轧高强度钢板v深冲高强度板和烘烤硬化板主要为低碳和超低碳的深冲高强度板和烘烤硬化板主要为低碳和超低碳的固溶强化形，主要的添加元素为磷、锰、硅、钛、固溶强化形，主要的添加元素为磷、锰、硅、钛、铌等。铌等。v固溶强化：通过添加固溶强化：通过添加C、N、P、Si、Mn等元素形等元素形成间隙固溶体或置换固
17、溶体来达到强化效果。成间隙固溶体或置换固溶体来达到强化效果。v含含P高强高强IF钢、烘烤硬化钢。钢、烘烤硬化钢。含含P高强高强IF钢钢v化学成分特点：化学成分特点：超低碳、超低碳、微合金化微合金化固溶强化固溶强化钢质纯净钢质纯净代表钢种：代表钢种：DQ/DDQ-HSS340烘烤硬化钢板烘烤硬化钢板v特点：冲压成型前较软，易成型加工，通过冲压后特点：冲压成型前较软，易成型加工，通过冲压后的涂漆烘烤使屈服强度增加，适合于生产汽车外板的涂漆烘烤使屈服强度增加，适合于生产汽车外板等覆盖件。等覆盖件。v机理：适量的固溶碳控制，冲压工序产生位错，喷机理：适量的固溶碳控制，冲压工序产生位错，喷涂工序由固溶碳
18、产生位错钉轧。涂工序由固溶碳产生位错钉轧。vBH值：预拉伸应变量值：预拉伸应变量2%，时效条件为，时效条件为170、20MinvAI值：预拉伸应变量值：预拉伸应变量8%，时效条件为，时效条件为100、1h烘烤硬化钢烘烤硬化钢 超低碳钢生产烘烤硬化钢的路很宽。生产烘烤硬化钢超低碳钢生产烘烤硬化钢的路很宽。生产烘烤硬化钢可采用连续退火方法。这是由于只有较高的退火冷却速度才可采用连续退火方法。这是由于只有较高的退火冷却速度才能保证部分碳在退火后固溶在钢中，在冲压加工后烤漆时发能保证部分碳在退火后固溶在钢中，在冲压加工后烤漆时发生扩散，以固定位错来提高强度。罩式退火冷却速度较慢，生扩散，以固定位错来提
19、高强度。罩式退火冷却速度较慢，碳很容易在接近平衡态的条件下析出碳化物，钢在近乎无固碳很容易在接近平衡态的条件下析出碳化物，钢在近乎无固溶碳的情况下，不会在烤漆后产生硬化。而超低碳钢的碳含溶碳的情况下，不会在烤漆后产生硬化。而超低碳钢的碳含量极低，碳形成碳化物所需的扩散距离很长，因而抑制了碳量极低，碳形成碳化物所需的扩散距离很长，因而抑制了碳化物的产生，尽管冷却速度低，也可保持一定的固溶碳，使化物的产生，尽管冷却速度低，也可保持一定的固溶碳，使钢有烘烤硬化性。采用连续退火也要用较高的退火温度，通钢有烘烤硬化性。采用连续退火也要用较高的退火温度，通常高于常高于850，这是由于超低碳钢的碳含量极低，
20、而且极少，这是由于超低碳钢的碳含量极低，而且极少量的碳还被钛或铌以氮化钛或氮化铌的形式固定住，造成产量的碳还被钛或铌以氮化钛或氮化铌的形式固定住，造成产生硬化所需的固溶碳量不足，因此应在退火过程中，将钢加生硬化所需的固溶碳量不足，因此应在退火过程中，将钢加热到可以分解氮化钛或氮化铌的温度，使部分碳能以固溶的热到可以分解氮化钛或氮化铌的温度，使部分碳能以固溶的形式保存下来。形式保存下来。双相钢双相钢双相钢是低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到双相钢是低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到的主要由铁素体的主要由铁素体(F)+少量少量(体积分数体积分数汽车用钢的基本
21、性能是冲压成形性，这三代产汽车用钢的基本性能是冲压成形性，这三代产品的进步也集中反映在成形性的提高方面，沸腾钢品的进步也集中反映在成形性的提高方面，沸腾钢只能用于普通冲压件，铝镇静钢则有优良的深冲性只能用于普通冲压件，铝镇静钢则有优良的深冲性能，无间隙原子钢则具有超深性能。能，无间隙原子钢则具有超深性能。三代冲压用钢板的性能比较三代冲压用钢板的性能比较钢种钢种屈服屈服(MPa)抗拉抗拉(MPa)延伸延伸(%)值值值值沸腾钢沸腾钢180190 290310 4448 1.01.2-0.22铝镇静钢铝镇静钢 160180 290300 4450 1.41.8-0.22钢钢100150 250300
22、 4555 1.82.8 0.230.28各种级别钢板的拉伸性能范围各种级别钢板的拉伸性能范围CQ: Commercial Quality, DQ: Drawing Quality, DDQ: Deep Drawing Quality, EDDQ: Extra Deep Drawing Quality, S-EDDQ: Super EDDQ.各种级别钢板的延伸率和各种级别钢板的延伸率和r r值性能范围值性能范围生产条件对连续退火软钢生产条件对连续退火软钢薄板成形性能的影响薄板成形性能的影响各工序对低碳铝镇静钢和各工序对低碳铝镇静钢和IFIF钢性能的影响程度钢性能的影响程度参参数数低碳铝镇静钢低
23、碳铝镇静钢IF钢钢罩式退火（罩式退火（BA）连续退火（连续退火（CA）BA或或CAC含量含量低（低（*）低（低（*）低（低（*）Mn含量含量低（低（*）低（低（*）（#）微合金化元素微合金化元素（Al、Ti、Nb）含量）含量Al（*）（#）Ti/Nb（*）板坯再加热温度板坯再加热温度（*）低（低（*）低（低（*）热轧规程热轧规程（#）（#）（*）终轧温度（终轧温度（FT）Ar3（*）Ar3（*）Ar3或或Ar1（*）卷取温度（卷取温度（CT）低低,600(*)高高,700(*)高（高（*）冷轧压下率冷轧压下率约约70%约约85%约约90%退火加热速度退火加热速度2050520K（#）最高退火温
24、度最高退火温度约约720约约850约约900注注:(#)基本无影响；基本无影响； (*)有影响有影响 ； (*)重要；重要； (*)很重要很重要氮含量对碳钢平均氮含量对碳钢平均塑性应变比的影响塑性应变比的影响冲击韧性转变温度随焊接冲击韧性转变温度随焊接金属氮含量的变化金属氮含量的变化低氮控制是保证低碳钢成形性和焊接性能的重要措施低氮控制是保证低碳钢成形性和焊接性能的重要措施同罩式退火相比，连续退火生产同罩式退火相比，连续退火生产有更大的优越性有更大的优越性 连续退火钢带的力学性能，无论在钢带长度还连续退火钢带的力学性能，无论在钢带长度还是宽度方向上，都比较均匀是宽度方向上，都比较均匀钢带平整度高，板形好，有利于汽车厂深加工钢带平整度高，板形好，有利于汽车厂深加工成形构件的形状控制成形构件的形状控制钢带表面质量好，无粘结现象，对于喷漆或者钢带表面质量好，无粘结现象，对于喷漆或者表面涂层处理，其表面与涂料的粘结附着力强，喷漆表面涂层处理，其表面与涂料的粘结附着力强，喷漆或者涂层质量好或者涂层质量好生产周期短生产周期短退火温度范围较高，冷却速度自由度大，有利退火温度范围较高，冷却速度自由度大，有利于新产品的开发于新产品的开发
