第２８卷增刊２００５年７月
教学研究ＶＯ］２８Ｓｕｐｐ
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强化机理与发展趋势
胡巧珍
（河北中兴汽车制造有限公司挫术中心，河北偎定０７１０００）
［摘要】介绍了汽车太梁板对强度和韧性的综合机械性能的要求，化学成分对机械性能的影响及汽车太梁板强韧化机理，概连了低合金高强度和低合金超高强度汽车夫梁板在国内的应用情况及发展趋势，及国外低舍金高强度汽车大梁板，微合金热轧超高强度大粱板，析出强化＋超细晶强化微舍金超高强度钢的应用情况及发展趋势。
［关键词】汽车走梁板，强化机理，发展趋势。
［中国分类号］ＴＨｌ４０】【文献标识码］Ａ【文章编号］１００５—４６３４（２００５）ＳＯ－０１３２—０３
白２０世纪７０年代以来，世界各国相继开发出低合金高蛆度热轧钢板来制造汽车大梁，近年来世界钢铁公司通过多元微合金化，控轧控冷技术，开发出冷成型用超高强度热轧钢板，并应用于汽车大粱，随着汽车工业的发展，对汽车的承载能力、使州寿命、节能、节材和安全行驶等方面的要求越来越高，用低合金高强度和超高强度钢板生产汽车大梁已成为发展趋势。
车牌拍卖１汽车大梁板的特点
热轧低合金高强度大梁板主要用于汽车大粱的纵粱和横梁，汽车在行驶中经受着各种交变应力，需要很高的强度，而在冷冲压和滚压成型时需要良好的塑性。一般情况下，随着强度的增加，其塑性Ｆ降，要满足汽车大梁板这种强度和塑性的良好匹配，需要通过合理的控制化学成分，并采用先进的设备和钢质纯净的炼钢工艺，实行严格的控轧控冷，才能获得这种较高的综合机械性能。
２汽车大粱板的化学成分
化学成分是保证钢的力学性能和工艺性能的基础，低合金高强度大梁板也称铁素体一珠光体型低合金高强度大梁板，这类钢是目前用量最大的一类大梁板，其设计成分是低碳、稍高的锰和适量的硅，高
强度蔷要是在基体钢中添加或复合添加微量合金元素来强化。这类钢板具有好的强度和塑性的甲衡，适合汽车大梁使用，目前国内外多用锰、铌、钛和钒等合金元素来强化，并且这些台金元素增加韧度，降低冷脆转变温度。为了减轻钢中ＭｎＳ夹杂物和带状组织对钢板成型性能的有害作用，是尽可能降低钢中硫、磷的含量，二是通常在制中加稀士、钙、钛和锆等元素。
３低合金高强度大粱板的强韧化机理
目前，国内外汽车生产厂广泛应用的大梁板均为铁索体～珠光体型的低合金钢板，对这种钢板，影响其强度和塑性的主要因素有：①铁素体的固溶强化；②析出强化；③珠光体的含量；④晶粒度的大小。铁素体—珠光体型低合金钢的性能由碳、砖、锰的含量及碳氮化物形成元素铌、钛、钒的含量决定。增加碳含量可增加珠光体的含量，因而可提高强度，铁素体中的碳还有固溶强化和轻微细化晶粒的作用。但碳含量增加到一定成度，会影响冲压性能、焊接性能和冷脆性能等，碳含量应≤Ｏ．１２％。硅、锰有显著的固溶强化作用，可提高钢的强度，锰还有细化晶粒的作用，可降低脆性转变温度，但有资料显示，钢中锰的含量不应超过１．８％。硅虽有固溶强化作用，但没有细化晶粒作用，故硅含量的增加，会提高脆性转变温度，硅的含量不应超过１．１％，超过后将降低韧性。磷能显著强化铁素体，起固溶强化作用，但却增加冷脆性，硫易与钢中锰形成ＭｎＳ带状夹杂物，降低钢板的横向性能和实
』收稿日期］２００５．０５．３０
【作者简介］胡巧珍（１９６５－），女，河北保定＾，工程师，主要研究方向为汽车设计。
增刊胡巧珍低合金高强度汽车大粱板的强化机理与发展趋势１３３
际冲压成型性，故低合金钢中硫、磷的含量应严格控制。
汽车改装配件铌、钛、钒元素，在低台金钢中主要起析出强化和细化晶粒作用，铌产生显著的晶粒细化和中等的沉淀强化；钛随着含量的增加产生强烈的沉淀强化和中等的晶粒细化；钒产生中等的沉淀强化和较弱的晶粒细化。所以含铌、钛、钒钢在提高强度同时还可改善韧性，使脆性转变温度降低。通常钢・｝１铌的含量为Ｏ．０１５％～０．０５％，钛含量为Ｏ．０５％～Ｏ．２％，钒含量为０．０５％～０１２％。
４国内汽车大梁板的发展
４１低合金高强度大梁板
２０世纪５０年代末６０年代初，国内在解放牌汽车ｊ１采用普通低台金钢１６Ｍｎ材料制造汽车大梁。自此以后，鞍钢开发了１６ＭｎＬ，１０Ｔｉ等。７０年代，上￥Ｍ－－Ｊ生产０９ＳｉＶ，武钢研制生产Ｔ５２Ｌ。进入８０年代随着国内汽车技术的引进及发展，对汽车夫梁板的需求不断扩大，宝钢率先引进了日本和德国的钢板制造技术，开发出ＳＡＰＨ系列和ＱＳＴＥ系列。９０年代利
．宝钢自主开发含铌的热轧夫梁板Ｂ５１０Ｌ，目前在国内汽车行业己得到了广泛的应用。随后，鞍钢开发了含铌Ａ５１０Ｌ及铌一钛复合ＱＳＴＥ系大梁板；武钢也开发出含铌ＷＬ５｜０夫梁板；攀钢根据其合金元素资源，开发含锰—钒的大梁板Ｐ５１０Ｌ。近年来宝钢集团梅山钢铁公司自主开发了铌一钛复合大梁板ＢＭ５１０Ｌ。目前国内汽车人粱用热轧低合金高强度钢板有：锰钢或锰—稀土钢系、硅一钒和锰—钒钢系、钛钢系和铌钢系，但抗拉强度只有３９０Ｎ／ｒａｍ２级和５１０Ｎｌｍｍ２级。含钛钢对化学成分和工艺参数非常敏感，性能波动大，冷成形回弹大，同卷性能差也大。因此，含钛热轧钢板在汽车大梁上的应用越来越少。
４．２低合金超高强度大梁板
近年来，宝钢跟踪世界钢铁工业的发展及汽车Ｔ业用板的发展趋势，在国内率先自主开发了特高强度冷成形热轧钢板ＢＳ５５０ＭＣ～ＢＳ７００ＭＣ系列。该钢属于微合金低碳超高强度钢（析出强化和超晶细化型），化学成分和力学性能见表１和表２。
宝钢超高强度冷成形热轧钢板的各项指标，已经达到并超过欧洲特高强度冷成形热轧钢板标准ＥＮｌ０１４９—２的要求。在汽车工业（如汽车大梁）处于推广应用阶段。
表１化学成分（％）外地二手车过户北京
牌号Ｃｓ１ＭｎＰＳＡ１ＢＳ５５０ＭＣ０１２０５０１．８０００２５００１５００１５ＢＳ６００ＭＣ０１２０６０１９０００２５０．０１５００１５Ｂ￥６５０ＭＣ０．１２０６０２０００，０２５０，０】５００１５ＢＳ７０。ＭＣ０１２Ｏ６１）２１０Ｏ０２５００１５００１Ｓ注：除Ａｌ给Ｈ｛的是最小值外，其亲给出的均为最大值，根据强度要求，女ｕ入Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｏ等合金元素。
表２力学性能
注：屈服强度、抗批强度、伸长率■：平行于轧向式样；冷弯１８０。垂直于轧向式样
５国外汽车大梁板的发展
５．１低台金高强度汽车大梁板
自２０世纪７０年代以来，汽车工业发达国家都根据本国的情况开发和应用低合金高强度汽车大梁板，并形成系列化，标准化，根据添加的强化元素，可以把低合金超高强度汽车大梁板分为锰钢系、铌钢系、钛钢系、钒钢系、铌一钛复合钢系。锰钢系有日本的ＳＡＰＨ３１０～ＳＡＰＨ４４０：铌钢系有英国的Ｈｙｐｒｅｓｓ系，奥地利的ＡＦＭ系，铌钢系有美国的ＶＡＮ系和意大利的Ｆｅ系，日本的ＮＳＨ５２０；铌一钛复合钢系有德国的ＱＳＴＥ系。
５．２微合金热轧超高强度大梁扳
随着汽车工业的发展，减轻汽车自身质量和提高有效负载能力，降低成本已成为汽车发展的一种趋势。专家研究表明，汽车质量每减轻９１ｋ，平均每升油可多行驶０．４３ｋｍ。因此，减轻结构件质量就成为新钢种研发的目标，要实现这个目标，主要通过减小板厚，提高钢板强度来达到，为此，世界各国竞相开发出微合金超高强度大梁板，并应用于汽车大梁上。
采用超纯净钢水，在低碳和一定锰含量下，复合加入微量合金元素以细化晶粒，通过精确控制加热、轧制、冷却等步骤组成的热轧制工艺过程是获得高性能的关键。析出强化＋超细晶强化微合金超高强度钢比传统的钢种大幅度提高屈服强度，同时
跫一…——墼堂堕壅
又具有良好的伸长性能、冷弯性能、焊接性能和耐冲击性能。此类钢的典型应用如瑞典ＳＳＡＢ钢板有
限公司的特高强度扳ＤＯＭＥＸ系列中的ＤＯＭ—
ＥＸ７００，该钢板最小屈服强度为７００Ｎ／ｍｍ２，在高
强度条件下，仍具有良好的冷成型性，非常适合制
造各种冷弯成型件。用此钢制造的汽车大梁，整体
结构的抗弯和抗扭强度极高，目前广泛应用在牵引车的车架大梁、普通半挂车车架和载货车车架大
粱。
６结束语
通过控制化学成分和台理的微合金元素复台添加机制，对钢板实行严格的控轧控冷工艺控制，
可获得综台性能高的汽车大梁板和超高强度汽车
大梁板。目前高强度汽车大梁板在汽车工业的发展
ｒ”起着重要作用。随着汽车小眦的高速发展，对汽
车承载能力、节能降耗、安全等方面提出越来越高
的要求，超高强度汽车大梁板将会扮演重要角。
参考文献
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ＴｈｅＳｔｒｅｎｇｔｈＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＤｅｖｅｌｏｐＴｒｅｎｄｏｆ
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ｒｏｌｌ
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低合金高强度汽车大梁板的强化机理与发展趋势
汽车大梁作者：胡巧珍
作者单位：河北中兴汽车制造有限公司技术中心，河北，保定,071000本文链接：d.g.wanfangdata/Conference_6031604.aspx
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