提高汽車安全性——高強(qiáng)度薄鋼板（轉(zhuǎn)載1）

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提高汽車安全性——高強(qiáng)度薄鋼板

一般鋼鐵材料是根據(jù)品種確定規(guī)格,，用戶按規(guī)格選定并配合用途加工而使用材料,。然而,，汽車用薄（鋼）板按使用部位的不同,、分別詳細(xì)要求不同的特性,，汽車生產(chǎn)廠家提示各部位必要的性能，鋼鐵生產(chǎn)廠家供應(yīng)能滿足這些性能要求的各種各樣的鋼板,。
0 K% Q* c( _0 \- K# W% p    汽車車體結(jié)構(gòu)可分為外面板,、骨架結(jié)構(gòu)材、底盤（車輪）部構(gòu)件等類別,，現(xiàn)針對(duì)其各自的使用環(huán)境和要求特性,，介紹各種高強(qiáng)度鋼板的開發(fā)事例。
    1.外面板——與加固材組合而進(jìn)一步高強(qiáng)度化
% D# G5 Z. A1 V! L    汽車鋼板為了提高成形性向“柔軟度”挑戰(zhàn),，同時(shí)為了滿足沖撞安全性,、輕量化需求，而進(jìn)行高強(qiáng)度化開發(fā),。由于外面板（以下簡(jiǎn)稱外板）要求具有特別良好成形性的“柔軟度”,，除原來在烤漆后硬化的BH鋼板以外，在鋼板制造階段將強(qiáng)度抑制在300MPa以下,，但最近除開始使用340MPa強(qiáng)度并附加了BH特性的鋼板之外,，還在部分構(gòu)件上使用了沒有BH特性，而強(qiáng)度高達(dá)440MPa的鋼板,。要求外觀漂亮的面板強(qiáng)度,，已超越了原來在其內(nèi)側(cè)設(shè)置加固材（骨架結(jié)構(gòu)件）的概念，在部分外板使用了440MPa強(qiáng)度的鋼板,，提高了自身強(qiáng)度,。從而利用外板和加固材的整體結(jié)構(gòu)，提高了沖撞安全性,。
    面板包括汽車駕駛室前部和頂部蓋板,、后備箱蓋板,、車門、車輪擋板,。面板今后的發(fā)展方向,，一是將外板做得薄而輕，同時(shí)用骨架構(gòu)件確保其強(qiáng)度,。二是除采用外板加骨架構(gòu)件的結(jié)構(gòu)確保強(qiáng)度外,，進(jìn)一步提高外板本身的強(qiáng)度也是可能的。
9 j- R0 ^3 S2 P4 V! n    2.骨架結(jié)構(gòu)件——按用途提出多種要求特性
. M* P& O# I  a- C7 `    2.1 控制鋼板強(qiáng)度,、改進(jìn)結(jié)構(gòu),，實(shí)現(xiàn)特性最佳化
    汽車上的骨架結(jié)構(gòu)件，在發(fā)生沖撞時(shí)多能起到保護(hù)乘員的作用,。以嚴(yán)格化的安全標(biāo)準(zhǔn)和降低燃耗為背景而期待更高強(qiáng)度化的構(gòu)件,。從上世紀(jì)90年代開始，為提高汽車沖撞安全性,，就開始進(jìn)一步提高鋼板的強(qiáng)度,，首先是從前方?jīng)_撞（前撞）采取對(duì)策開始，然后再從側(cè)面沖撞（側(cè)撞）采取對(duì)策,，其間還進(jìn)行了安全標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格化,，設(shè)定了偏移沖撞條件，并將沖撞速度高速化,、變更偏移比例等,。另外，近年還改變了沖撞位置高度,、設(shè)定不同車種而實(shí)施了系列側(cè)撞試驗(yàn),。
% w, {0 W7 a- I    為了提高骨架結(jié)構(gòu)件的安全性，每個(gè)部位所要求的強(qiáng)度水平是不同的,。例如在汽車車架前梁的最前部配置了沖撞時(shí)損壞的400～590MPa級(jí)鋼板;而在其支持部位希望不變形,，由于追加了更高強(qiáng)度的材料，故以最前部的塑性變形吸收沖撞能量,，并防止發(fā)動(dòng)機(jī)等侵入乘員空間（駕駛室及車箱內(nèi)）,。并且，這些部件在沖撞時(shí)要如設(shè)計(jì)（預(yù)定）那樣變形,，這不僅要求各部件鋼材強(qiáng)度的最佳化,、斷面合理化，且還須在加固材結(jié)構(gòu)設(shè)置方面進(jìn)行改進(jìn),。為此,，結(jié)合材料高速變形特性評(píng)價(jià)，對(duì)變形行為進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,，還進(jìn)行了實(shí)際的高速?zèng)_撞損壞試驗(yàn),，以謀求部件的最佳化,。
    另一方面，對(duì)于側(cè)面沖撞,，為了阻止車門防護(hù)杠和側(cè)面部骨架構(gòu)件向駕駛室內(nèi)變形,，采用了強(qiáng)度達(dá)1000～1500MPa的超高強(qiáng)度鋼板，或較厚鋼板與復(fù)合鋼板重疊結(jié)構(gòu),。在這些構(gòu)件上,，要求鋼板具有能成形為復(fù)雜形狀。在面板的成形中,，必須具有良好的深沖加工性能和凸肚成形性能,。然而，骨架結(jié)構(gòu)件除要求凸肚成形性之外,，在切斷端部進(jìn)行邊延伸,、邊沖孔（擴(kuò)孔）時(shí)，還要求不產(chǎn)生裂紋,，這就要求材料具備較好的延伸凸緣成形性（彎曲成形性）和柔軟性,，即具有耐局部變形的特性。為了將伴隨鋼材高強(qiáng)度化所導(dǎo)致的成形性劣化降至最低,，周密控制鋼板的顯微組織是十分重要的。
    2.2 以顯微組織均勻化提高復(fù)雜構(gòu)件成形性
    為了提高復(fù)雜形狀構(gòu)件的成形性,，新日鐵以復(fù)合組織鋼的原理為基礎(chǔ),，利用周密的組織控制來實(shí)現(xiàn)材質(zhì)最佳化。
    損害鋼材延伸凸緣成形性和彎曲成形性等局部變形的首要因素是鋼中存在的硬質(zhì)氧化物（Al2O3等）雜質(zhì),。調(diào)查延伸成形時(shí)產(chǎn)生裂紋材料的顯微組織,，這樣的雜質(zhì)引發(fā)裂紋（成為裂紋起點(diǎn)）的事例很多。這表明鋼中硬與軟的物質(zhì)并存,，且二者硬度差別大,，在二者的邊界上就易成為裂紋源。為了提高鋼材的局部變形能力,，在極力除去這些硬性雜質(zhì)的同時(shí),，利用顯微組織的均勻化來抑制硬度的波動(dòng)也很重要。
0 R* P' h% x0 d+ f# o, E! `- V    在DP（雙相）鋼上,，由于混合了硬度差大的軟組織（F等）和硬組織（M等）的復(fù)合組織,，同時(shí)獲得了高的強(qiáng)度和成形時(shí)大的延伸變形。為了在要求強(qiáng)度極高的骨架結(jié)構(gòu)件上,，獲得良好的延伸凸緣成形性和彎曲成形性,，與DP鋼相反，須將鋼板的顯微組織全都控制為具有中間硬度的均勻B（貝氏體）組織,。另外,，除局部變形之外,，還要求延伸性能時(shí)，則應(yīng)組合上述2種方案而采用硬度差小的復(fù)合組織：不僅調(diào)整鋼中F,、B,、M等顯微組織的比率，而且在軟的F中加入其它元素（Mn等）,，通過固溶強(qiáng)化提高硬度,，這樣即可獲得能適應(yīng)每個(gè)構(gòu)件成形條件的最佳材質(zhì)（即最佳顯微組織）。
    現(xiàn)在,，新日鐵在保持汽車薄板≥980MPa級(jí)高強(qiáng)度的同時(shí),，還具有良好延性和延伸凸緣成形性。組合了這些性能的超高強(qiáng)度鋼板,，正在謀求實(shí)現(xiàn)鋼材使用的菜單化,，以滿足每個(gè)構(gòu)件的特性需求。