高强度钢板在轿车轻量化中的应用综述

牛人

高强度钢板在轿车轻量化中的应用综述 lub 7gr 
去年中国轿车的井喷行情还历历在目，今年却遇到了世界性的油价飙升，这令国人的轿车梦思绪万千，于是 “汽车的轻量化” 就推到了轿车行业的风口浪尖上。为了应对 “减轻质量、节约能源、提高安全性”方面的世界性课题，新开发的轿车常采用新型节能发动机和高强度钢板、减振复合钢板、激光拼焊钢板、铝合金、镁合金及复合材料等，应用高强度钢板是目前中国轿车行业“减轻质量、节约能源、提高安全性”最有效、最可行、最经济的方法之一。 xvUa c
1 汽车轻量化的节能效果 |LeS6d 
近来工业发达国家对汽车的发展方向主要提出了节约能源、防止环境恶化和改进汽车安全性等几个主要目标。从节约能源方面考虑，减轻质量带来的油耗降低，德国认为：轿车空车质量平均每降低100kg，汽油消耗减少0.48L/100km；曰本认为：汽车质量减轻1%，可节约燃料消耗0.6~1.0%。 0!0p*RiA
汽车空载质量占总质量的比例，对轿车和载货车是不一样的，轿车的特点是空载质量大于载货。各型轿车的设计空载质量一般为汽车总质量的60%（经济型）~80%（豪华型）；而载货车恰恰相反，各型载货车的设计空载质量一般仅占汽车总质量的30%（重型车）~50%（轻型车），因此，采用轻量化材料对于轿车更具有效性。 M#UR \-^e
2     车用高强度钢板的种类 P3\Q1@B
国际上对超轻钢汽车的研究（UISABAVC），把屈服强度在210~550N/mm2的钢板称为高强度钢板；屈服强度大于550 N/mm2的钢板称为超高强度钢板。根据强化机理不同又把高强度钢板分为：①普通高强度钢板，②先进高强度钢板（AHSS）。 a-U{|"K

2.1普通高强度钢板主要包括高强度无间隙原子（HSSIF）钢、烘烤硬化（BH）钢、含磷（P）钢、各向同性（IS）钢、碳-锰（C-Mn）钢和高强度低合金（HSLA）钢。 & ce}
2.2 先进高强度钢板（AHSS）主要包括双相（DP）钢、复相（CP）钢、相变诱导塑性（TRIP）钢、贝氏体（BP）钢和马氏体（MP）钢等。 A lLv:
3     高强度钢板的特性和应用范围 UWbqpsMx
各类钢随着强度的提高，塑性明显下降。尽管随着强度的提高塑性下降，但各种钢因强化机制不同，在提高强度的同时塑性的下降程度也不同。利用相组织强化的钢种则具有高强度和高塑性的综合性能，如TRIP钢和DP钢等。 GE|lX>)
由于汽车车身零件多采用冲压成形，塑性是冷轧汽车钢板的重要性能，因此，具有强度和塑性综合优良性能的钢种已成为高强度钢板的发展趋势。 riusdYF
各主要类别的高强度钢板的特性比较 D]b&A
  特 性    BH钢    HSSIF钢    IS钢    HSLA钢    DP钢    TRIP钢 }uLF
组织    铁素体    铁素体    铁素体    铁素体    铁素体+马氏体    铁素体+贝氏体+残余奥氏体 6P `6[t6
屈强比    低    低    低    高    较低    一般 XyZ_Q3V
烘烤硬化性能    高    无    差    一般    较高    较高 > 1Wm  _
吸收能    *    *    *    一般    高    较高 PG7J%A
加工硬化    *    *    *    一般    起始加工硬化高    高的加工硬化指数 \&J+mPl
屈服延伸    有    无    有    有    无    有 G\]uIg4c#X
成形性    好    好    好    一般    好    较好 `lks D=
F
抗疲劳性能    *    *    *    一般    高    较高 SYIvsPH
焊接性能    好    好    好    较好    好    较DP钢困难 L4$gr Hyg
弯曲性能    好    好    好    较好    好    好 cS*3/e
时效性    有    无    有    有    无    有 Vv Ps6CN
回弹性    小    一般    一般    较高    一般    高 ^)'%l=Lu:
各向同性    一般    一般    高    *    *    * :N*UE$0azP
抗二次加工脆性    高    一般    高    *    *    * /$ $n'
主要用途    外板    结构件 {eNR60R>
4    高强度钢板的应用实例 [x
零件的刚性与材料强度有关，在声源恒定时，整车刚性好、振幅小、噪声低。应用高强度钢板制造车身，由于零件形状不变，钢板厚度减薄，整车噪声反而降低，这可能是钢板强度高，零件强度增加，发生振动的起始应力提高，振动在相对情况下受阻，因而噪声降低。 S,m
4.1奇瑞轿车零件使用高强度钢板后的轻量化和降低噪声实验结果。 mk} 5i7
序号    零件名称    原钢号    实验钢号    零件种类    原厚度(mm)    现厚度 (mm)    试冲(件)    轻量化率(%) hNUL/ 2
1    连接板、安装板、加强板等    DC01    B300/500DP    9    1.20    1.00    320    16.7 `b>kbcOX!M
2    固定座、安装板、角座等    DC01    B340/590DP    5    1.75    1.60    170    8.6 _Ow] )n
3    连接板、安装板、加强板等    DC03    B300/500DP    5    1.20    1.00    127    16.7 K1:k}
i 6u
4    固定座、安装板等    BLD    B300/500DP    5    1.20    1.00    172    16.7 @&TyYZ;
5    右前纵梁本体II    DC04    B380TR    1    1.2    1.0    30    16.7 h1C
6    外顶梁    DC04    B380TR    1    1.5    1.2    60    20.0 .r{azj
（注：整车刚度增加，噪声降低平均2.0~2.5dB） r,vf#
4.2下面是使用高强度钢板后的轻量化和抗凹刚度及凹陷深度实验结果。 \Al4o;}&9
钢号    厚度（mm）    轻量化率    抗凹刚度    增加率    凹陷深度（平均值）    负荷（N） 0{`??A\
       (%)    (N)    (%)     (mm)    200    300    400 b'C ^GZ
DC04    0.80    12．5    1538.2    100.0    0.1583    0.008    0.115    0.280 \-J{1JHCz
B180H1    0.70        1801.3    117.1    0.0533    0.020    0.040    0.100  
综上所述，可以预见随着我国汽车行业的不断深入发展，新材料、新技术的积极深入地采用，那么应用高强度钢板将是对中国轿车行业“减轻质量、节约能源、最经济的方法。高强度钢板也将在汽车行业中得到越来越更加广泛的应用。

高京伟

高强度钢板对模具的寿命有很大的影响！除非设计的时候就采用高强度钢板。另外，有一些高强度钢板对涂装的温度要求较高！

hikaru

现在正在搞钢板，学习一下

chyanyanyan

轻量化只不过是暂时的卖点，为此投入了相当大的精力和财力感觉不如直接从燃料替换角度去解决问题，全世界都去探寻替代能源的可行性

WE.KEL.REN

都很重要   车轻量化是必然趋势

zimtu

一般是应用在A,B柱,前后纵梁最多

wayx

目前高强度板才的采购主要是购买国外钢厂或者其在中国的合资厂,宝钢和武钢也生产少量的车用高强度板，但是质量不稳定，也无法提供必要的技术支持,所以在自主品牌和合资品牌的汽车上高强度板的应用并不广泛(相对与国外来说)。
根据我所看到的目前国内汽车主要用在以下部位用到了高强度板：
1.前地板纵梁
2.B柱加强版
3. 顶盖前后横梁和纵梁腹板
4.流水槽
5.部分车型的门内板

danielzyp

还有车门防撞梁
前挡泥板
顶盖扶手支架等

zw2009

轿车不是越轻越好，在一定限度内，轻点没关系！！！

paul

不错的文章，收藏。
关于车身轻量化，采用热冲压成型钢板、铝、镁合金、塑料件是今后的方向。

sam53

高强度钢从国产的来说，有时会出现，牺牲某个指标，提高另一个指标的问题。

arescxl

热成型，塑料，玻纤材料也都是轻量化的一种选择

snowea

高强度板是发展趋势，不过，国内真的做的比较落后。

snowea

高强度钢板是发展趋势，复合材料成型太难了。

wucool

目前高强度钢只是在很少部分的钣金件上应用，如何降低成本和实现工艺可行性是一个研究方向。汽车越轻，而刚度、强度、防撞性能又好，当然是最优方案。但从节能角度来看，新能源是最有效的方法。毕竟汽油只能剩下几十年的应用空间了。