先进高强度汽车用钢氢致延迟断裂研究进展

摘要：随着汽车、机械装备、航空航天、船舶等工业领域的快速发展，降低成本、提性减重、实现节能减排已成为各个行业为之努力而奋斗的目标，而高强度钢材是实现汽车工业产品轻量化和安全性的重要依托。然而，随着汽车用钢强度的不断提升，氢致延迟断裂问题越发突出，已经成为阻碍高强度汽车用钢广泛应用的一个关键因素。主要介绍先进高强度汽车用钢（热成形钢、双相（DP）钢、淬火配分（Q&P）钢）最新的研究成果，并对其氢致延迟断裂特性、机制和测试评价技术方法等方面做了简要介绍，为相关领域的研究人员提供参考。     

汽车用先进高强钢的发展及其在车身设计中的应用

当今社会的能源和环境问题日益突出,因此在保证安全的前提下实现车身减重以降低油耗和排放是现代汽车工业的发展趋势。综合比较可供选择的汽车用材,汽车轻量化的首选材料是高强度钢。对于汽车安全而言,最基础、最重要的是结构设计,最新的车身安全设计理念认为安全车身应该包括:前后碰撞变形区和高强度乘员舱。本文通过比较传统高强钢和先进高强钢的特点,重点介绍了先进高强钢的发展现状及其在车身设计中的应用。     

汽车用钢铁材料的现状和发展动向

随着人们对环境问题的认识和对安全性要求的不断提高,汽车车身构造和所用材料正在发生很大的变化.特别是减轻车体重量已成为当今汽车工业的一项关键技术.因此迅速地开发出了汽车用钢产品.本文介绍了汽车车身、驱动系统、悬簧用高强度钢的最新研发动向以及高强度钢的成型技术.     

先进高强度汽车用钢板研究进展与技术应用现状

综述了第一、二、三代先进高强度汽车用钢的理论研究与生产现状,并具体介绍了辊压成形、液压成形、热成形、百足成形和链模成形等几种先进高强钢应用技术的最新进展。先进高强度用钢成分与性能体系趋于完备,强塑积从10GPa·%到60GPa·%钢种的研发与应用极大地满足了汽车轻量化选材与用材的需求,可以预见兼具高强度与高塑性的第三代先进高强度汽车板是未来发展的方向,将得到越来越广泛地应用。先进高强度用钢仍有很多与生产相关的技术需要突破,应用技术的开发也需要加大力度。     

超轻型汽车用钢的研究与开发

随着人们对能源、环境问题和安全性要求的不断提高,汽车用材料正在发生很大的变化。汽车轻量化已成为当今汽车工业的一项关键技术。为了满足超轻型汽车发展的需求,开发了大量的先进高强度钢,如DP钢、TRIP钢、CP钢、TWIP钢等。简要介绍了这些钢铁材料,分析了它们的成分、组织结构、性能特点和生产工艺等。     

国内外高强度汽车板热冲压技术研究现状

为适应汽车轻量化、降低燃油消耗、减少污染物排放和提高汽车碰撞安全性的要求，汽车用高强度钢板的使用比重越来越大，如高强度双相钢、TRIP钢等。高强度汽车板、尤其是超高强度汽车板在常温下的变形范围很窄。当前各大汽车厂生产车身及部件主要采用冷冲压法，采用此法冲压高强度汽车板时，冲压过程中需要的冲压力大且容易开裂，产生过量回弹。尤其是针对超高强度钢板（抗拉强度≥550MPa），冲压时这两项缺陷尤为突出。热冲压技术可以解决这两个问题，同时可以使冲压后的成品抗拉强度得到大幅度提高。     

汽车用先进高强度钢的开发及应用进展

 先进的高强度钢在汽车减重、节能、提高安全性、降低排放等方面展现出了广阔的前景,在新一代汽车伙伴计划、超轻钢车身——先进概念车等项目上得到了应用和推广。简述了先进高强度汽车用钢板的最新开发和应用进展情况。     

高性能汽车钢组织性能特点及未来研发方向

 介绍了先进汽车用钢的组织和性能特点,认为具有较低强塑积的第一代汽车钢主要是通过铁素体、马氏体等多种基体组织的选取和配合对强度和塑性进行调控,第二代汽车钢通常具有单相奥氏体组织,表现出超高的强塑积,在汽车轻量化和安全性方面都有明显促进作用,但是其高合金质量分数提高了生产成本和难度,不利于规模化生产和应用。而第三代汽车钢则是通过在马氏体或超细晶铁素体基体上引入大量的亚稳奥氏体来提高汽车钢的强度和塑性,从而大幅度提高钢的强塑积。第三代汽车钢综合性能比第一代汽车钢提高1倍以上,其强塑积达到了25～50 GPa·%,接近或达到了第二代汽车钢的强塑积。新型合金化设计、高强度基体组织调控和大量亚稳奥氏体控制是第三代汽车钢的重要研究内容。基于轻量化与高安全性要求,低密度化与高强化将是未来第三代汽车钢的一个主要发展方向。     

汽车车身用新型冷轧薄板研发进展

对近年来汽车车身用新型冷轧薄板的研发进展进行了综述,重点介绍了国内外增强成形性双相钢（Dual phase steel with improved formability,DH）、锌铝镁镀层钢板和高鲜映性汽车外板的技术思路、产品优势和应用情况。DH钢中适量稳定性较高的残余奥氏体大幅提高了断后延伸率及加工硬化率,在解决冲压开裂、实现车身轻量化方面效果显著;锌铝镁镀层特殊的相结构决定了其优异的耐蚀性能和成形性能,在汽车内板和外板得到广泛应用;成形零件的表面波纹度是评价高鲜映性汽车外板的重要指标,首钢开发了表面波纹度演变机理及控制技术,解决了钢板表面粗糙度与波纹度协同控制难题。指出了这些新型冷轧薄板要关注的生产和应用方面问题,如DH钢中较高Al、Si含量导致的连铸生产困难和表面质量问题、高合金含量带来的性能波动问题、高强度级别产品的氢脆问题和镀层板焊接的液态金属脆性（Liquid metal embrittlement,LME）问题等;锌铝镁镀层钢板焊接、涂装、粘接、成形等基础数据还不健全,高耐蚀性能还需得到更多用户检验及认可;高鲜映性汽车外板还需要进一步减少表面缺陷的数量、尺寸,进一步压制长波的表面轮廓。      

乘用车白车身轻量化选材及发展趋势

结构轻量化、材料轻量化、工艺轻量化是实现乘用车白车身轻量化的主要途经。重点介绍了乘用车白车身轻量化选材的现状、面临的挑战和发展趋势。指出乘用车白车身轻量化选材面临着钢材、铝合金、镁合金、碳纤维、塑料等多元材料的竞争局面,从性价比角度看,钢材仍然是白车身的主要制造材料,特别是先进高强钢的应用比例将进一步增加。另外,随着研究的进一步深入,其他新钢种和新材料会逐步得到开发和应用。让合适的材料用在合适的白车身零部件上,可以实现白车身的物理性能、化学性能和工艺性能的良好结合,有效减轻白车身重量。     

汽车用弹簧钢线材夹杂物的控制

汽车轻量化发展伴随着汽车弹簧使用强度的提高,从而对钢中夹杂物的要求也越高。通过分析典型的汽车弹簧对线材中夹杂物的要求,介绍了国外弹簧钢线材先进生产企业的冶炼工艺,综述了目前国内外关于弹簧钢中夹杂物的研究报道,可为国内弹簧钢线材生产企业开发或改进汽车用弹簧钢线材提供参考。     

先进镀锌高强钢中液态金属脆化的研究进展及挑战

先进高强钢广泛用于汽车车身结构,能够在保证车辆安全性的同时使整体车身减重,满足节能减排的要求,在汽车轻量化方面已凸显出巨大的应用潜力.通常汽车用高强钢板需要进行表面镀锌处理以提高车身结构的抗腐蚀能力.但镀锌高强钢板在点焊过程中容易产生液态金属脆化,降低焊接接头的承载性能.镀锌热成形高强钢在热成形过程中也会产生液态金属脆...     

汽车轻量化用高强度钢板的发展

轻量化是汽车"减重节能"的需要,采用高强度钢板不但可以实现汽车的轻量化,同时还能提高汽车的被动安全性,因此高强度钢板在汽车上的使用日益增多.简要回顾了近年来国外汽车轻量化项目研究的成果,特别是高强度钢板的发展情况,结合汽车使用的部件,重点介绍了宝钢各类高强度钢板的特性及其使用情况,探讨了今后在汽车轻量化过程中所应开展的工作.     

铝合金汽车车身板应用现状及需求前景

本文从汽车节能减排对汽车轻量化的要求、以及使用铝合金汽车车身板对汽车轻量化的重要意义出发,介绍了铝合金汽车车身板在汽车上的典型应用以及减重效果,通过相关机构调查数据并结合一些典型案例,分析了目前欧盟、北美及日本等国家和地区铝合金汽车车身板在汽车覆盖件上的应用现状、生产现状以及发展趋势,同时对国内铝合金汽车车身板的应用现状、生产现状进行阐述,并对铝合金汽车车身板的需求前景、世界主要汽车生产国家和地区的需求量以及与超轻型高强度钢板在汽车领域的竞争进行了分析和预测。文章最后针对铝合金汽车车身板发展的制约因素,从成立汽车铝材联合开发机构、开发新合金新工艺、完善生产线、提高性价比等几方面对我国铝合金汽车车身板的发展提出建议。     

汽车轻量化先进高强钢与节能减排

 介绍了近年世界及中国汽车发展概况,现代汽车发展对材料的要求,汽车轻量化所面临的减重节能与排放要求,先进高强钢的开发应用所面临的挑战。指出了大量开发应用先进高强钢不仅为汽车轻量化带来显著的节能减排效果,同时在提高安全性和回收再利用等方面也具有优势。研究先进高强钢的成形控制技术,形成先进高强钢的生产、应用与服务的成套技术是今后需要重点考虑的课题。     

Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢研究现状及展望

 Fe-Mn-Al-C轻质钢以低密度、高强塑性等优势,高度契合汽车等行业减重、加工和安全性等需求期望,具有巨大应用潜力。然而,当前关于轻质钢制备、加工、服役等相关研究结论不尽一致,制约着轻质钢的开发、应用。因此,以Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢中的奥氏体作用机制为着眼点,首先对比了不同学者对轻质钢成分和热机械作用对奥氏体热稳定性的影响研究;其次,结合作者对奥氏体TWIP钢的相关研究,分析了奥氏体协调位错运动特征以及协调变形机制及与强韧化关联机理;然后,依据奥氏体的作用机制,对轻质钢在不同载荷下的力学性能响应也进行了分析。最后,对现有的研究进行了总结,提出了Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢的研究展望,旨在为更多的研究提供参考。