安 徽 工 业 大 学
研究生考试试卷
考试科目：_________________________
阅 卷 人：_________________________
专 业：_________________________
学 号：_________________________
姓 名：_________________________
注 意 事 项
1、 考前研究生将上述项目填写清楚
2、 字迹要清楚，保持卷面清洁
现代工程材料 研材料12 季承玺 方俊飞
3、教师将成绩单送研究生学院归档
年月日
汽车用高强钢发展综述
摘要:综述了目前国内外高强钢材汽车钢板的使用现状及全球趋势，探究了国内外在高强钢材的科技水平，并且在此基础上提出了高强钢材的应用前景，为汽车钢板行业实现可持续发展提供了思路。
关键词:汽车；高强钢；轻量化；种类；发展
1. 高强钢材的优势
与普通强度钢材相比，高强度钢材(以下简称高强钢)具有更高的屈服强度和抗拉强度，因此，采用高强钢构件替代普通强度钢构件可以减小截面尺寸，节约钢材用量，降低制造、运输、安装费用等。高强钢的应用不仅能体现更高的结构效率，还可以带来可观的经济效益和社会效益。
高强度钢材的优点有很多，研究结果表明，在同样的轴心受压条件下，采用
高强度钢材的钢柱，在整体稳定方面，极限应力δ
u 与屈服强度f
y
的比值δ
u
/f
y
(即整
体稳定系数φ)，要比普通强度钢材钢柱高很多[1]。相对于普通钢材，钢结构采用高强度钢材具有以下优势:能够减小构件尺寸和结构重量，相应地减少焊接工作量和焊接材料用量，减少各种涂层(防锈、防火等)的用量，使得运输安装更加容易，降低钢结构的加工制作、运输和安装成本。高强度钢材能够降低钢材用量，从而大大减少铁矿石资源的消耗；焊接材料和各种涂层(防锈、防火等)用量的减少，也能够大大减少不可再生资源的消耗，同时能够减少因资源开采对环境的破坏。
2. 低合金高强度钢生产工艺技术的发展
自60年代以来，在低合金高强度钢发展的第三阶段中，生产工艺技术有了长足的进步，这是由三方面因素促成的。
(1)对低合金高强度钢性能的要求有了新的认识和提高。对焊接钢材要求不仅有高的抗裂纹生成能力，还要求有良好的抗裂纹扩展能力，即良好的缺口韧性。
强度越高，要求韧性越好。
(2)组织一性能关系的基础研究有了重大的突破。Hall和Petch的基础研究首次向人们展示，晶粒细化可以同时提高屈服强度和冲击韧性。Morrison和Wodhead 等的研究表明，在适当条件下，低合金高强度钢中可以形成一定体积分数的尺寸为纳米级的碳氮化物粒子，具有非常强烈的沉淀硬化效果，而加入的钒、妮、钦等元素，以前仅作为细化晶粒元素使用，实际上它们还有析出强化作用。Garland 和Plateau等关于第二相质点对塑性断裂过程影响的理论分析表明，材料的总体塑性与质点的形状有关，第二相质点的长宽比增加，提高沿夹杂物长度方向的拉伸塑性，由此产生塑性的各向异性。这种各向异性影响扁平产品的纵向弯曲性能以及焊接时的层状撕裂。组织和性能关系研究的这些重大成果为开发控制轧制控制冷却以及夹杂物变形和形态控制工艺奠定了理论基础。
3. 汽车轻量化的途径及材料应用趋势
汽车轻量化背景
随着我国核电工业、大型化工设备的更新改造以及千吨级以上轧机设备需求量的持续上升，国内对大件特种运输的需求在不断提高[2]。大件运输指超限、超重物品的商品运输，超限货物是指装载轮廓尺寸超过车辆限界标准；超重货物是指车辆总重量超过一定数值。大件运输由于其不可拆解性，超限问题一直以来难以解决，尤其是超高。模块车在轮式大件特种运输设备中占有相当地位，尽可能降低模块车自身高度来解决超高成为课题。
汽车轻量化途径
目前，全球中型乘用车平均质量约为1200~1400kg，发达国家力争在2015年将中型乘用车整车质量减轻到1000kg以下。实现汽车轻量化主要有以下几种途径:一是采用轻质材料，如使用低密度的铝及铝合金、镁及镁合金、工程塑料或碳纤维复合材料等；二是使用高强度钢替代普通钢材，降低钢板厚度规格；三是采用先进的制造工艺，如激光拼焊、液压成形、铝合金低压铸造及半固态成型技术；四是优化结构设计，即对汽车车身、底盘、发动机等零部件进行结构优化，采用
前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等。
汽车材料的应用趋势
近年来，轻质材料的应用逐渐增多，汽车内饰件业已塑料化；铝、镁合金主要以铸件或锻件的形式应用于汽车发动机、变速器等零部件上，以及豪华车和特种车辆的车身制造中。由于成本高、成型工艺复杂及焊接性差等原因，铝、镁合金在车身制造中尚未大规模应用。高强度钢在抗碰撞性能、加工工艺和成本方面较铝、镁合金具有明显的优势，能够满足减轻汽车质量和提高碰撞安全性能的双重需要，从成本与性能角度来看，是满足车身轻量化、提高碰撞安全性的最佳材料。除了疲劳强度外，高强度钢在应用中的各个性能指标均正比于板厚和相应的
材料性能的n次方的乘积。如压溃强度P
s ∝tσ
b
2n、撞击吸能A
E
=t2σ
b
2n等。因此，
高强度钢板能够大幅度增加零件的抗变形能力，提高能量吸收能力和扩大弹性应变区。高强度钢应用于汽车零件上，可以通过减薄零件厚度来减轻车身质量；当钢板厚度分别减少、、时车身可减重6%、12%、18%。车身用钢向高强度化发展已经成为趋势[3]。
4. 高强度钢的强化机理与分类
高强度钢的强化机理
高强度钢的强化机制主要有固溶强化、析出强化、组织强化、烘烤硬化、细晶强化[4]，见表1。
表1 钢板的强化机理
析出强化440～590使Ti、Nb、V等的碳化
物和氮化物以细小的形
态析出，由于这些析出
物，位错活动受到阻碍，
据此实现强化机理
a.常用于490～590MPa级的钢
板，虽然焊接性和涂漆性较好，
但YP较高，EI较小，不适合要
求较高的成形
b.若为热轧薄板，由于热轧薄
板的卷曲温度不低，因此可以
制造几毫米厚的高强度钢板
组织强化490～1180
利用将钢从高温的奥氏
体急冷时生成的硬质相
马氏体和贝氏体的强化
机理a.强度高且比较容易兼顾到成
形性
b.根据硬质组织的种类、数量、形态不同而具有多样性(DP钢、TRIP钢、高扩孔性钢)
细晶强化利用晶界阻碍位错进行
的特点，使晶粒细化，
以此增加晶界，加大位
错密度的强化机理
改善了脆性，成形性的劣化也
较小，但期望的强度增加值较
小，仅为100MPa左右
高强度钢的主要种类
根据强度分类，屈服强度在210~550MPa和抗拉强度在270~700MPa的钢为高强钢(HSS)，而屈服强度大于550MPa和抗拉强度大于700MPa的钢为超高强钢(UHSS) [5]。如果根据冶金学特征进行分类，分为普通高强度钢(C-Mn钢、高强度IF钢、BH钢、IS钢、HSLA钢)和先进高强度钢(DP、CP、TRIP、M、HF)。
(1)高强度钢(IF)
高强度IF钢属于固溶强化钢，在超低碳、铝镇静钢中添加P、Mn和Si等固溶强化元素来提高强度，抗
拉强度可达450MPa。高强度IF钢具有良好的机械性能和抗二次加工脆性、化学处理性和合金化镀锌适应性。广泛应用在车身结构件、开启件上。
(2)烘烤硬化钢(BH)
BH钢金相组织以铁素体为基体，主要以固溶强化来提高强度。其特点是添加的磷元素在钢的冶炼过程中可以与碳、氮形成固溶强化。在钢板冲压过程中，基体(铁素体)内“位错”密度增加，碳、氮原子向“位错”扩散的距离缩短，当BH 钢车身进入涂装在烘烤炉中受热时，便赋予了固溶体中碳、氮原子扩散的能量，使碳、氮原子在“位错”处析出，从而提高了工件的屈服强度，故称此类钢为烘烤硬化钢[6]。
(3)低合金高强度钢(HSLA)
在冶炼过程中添加一些微量元素，使钢能析出一些细小的碳化物并使晶粒细化而提高钢材的强度。
(4)双相钢(DP)
DP钢的显微组织主要是铁素体和马氏体，马氏体以岛状分布于铁素体基体中，马氏体的含量在5%~20%，钢的强度随马氏体含量的增加不断提高。强度范围一般为500~1000MPa。DP钢具有屈服强度低、初始加工硬化指数高、高的烘烤硬化性能、无屈服延伸和室温时效、高的能量吸收能力等特点，较好的实现了强度和成形性能的匹配。主要用于汽车结构件、安全件和加强件，如车轮、保险杠、横梁、纵梁、座椅导轨等零件。
双相钢是以相变为基础的新型高强度钢，在微观组织上，双相钢是以较软的铁素体加硬相马氏体所构成。在力学性能上，同时具有高的强度和加工硬化指数、低屈强比的特点。双相钢由低碳钢或低碳微合金钢经两相区热处理或控轧控冷而得到，马氏体以岛状分布于铁素体基体中(见图1、图2)，含量在5%-20%之间，钢的强度随马氏体含量的增加不断提高，强度范围为500-1200MPa。DP钢具有较高的伸长率以及较高的加工硬化率，抗疲劳性能好。目前，DP钢的主要类型有
DP450/DP600/DP780/DP980，主要用于汽车的结构件和安全件，如前内纵梁、后内纵梁、中支柱里板、座椅横梁等零件。法国阿塞洛、瑞典SSAB、日本新日铁、神户制钢等钢厂可以生产多种规格的双相钢。国内宝钢、武钢、鞍钢可以提供一些等级的DP双相钢[7]。
图1 DP600金相组织图2 DP980金相组织
图3 TRIP780金相组织中约18%残余奥氏体图4 TRIP690金相组织中约10%残余奥氏体
图5 DP钢与TRIP钢成形性对比图6 TRIP钢与其他高强钢极限胀形高度对比(5)相变诱导塑性钢(TRIP)
TWIP钢是一种具有高强度、高塑性、高吸收能的钢材，是近几年国外研究的热点钢种之一。TWIP钢在室温下的显微组织是稳定的残余奥氏体，但是如果施加一定的外部载荷，由于应变诱导产生机械孪晶，会产生大的无颈缩延伸，显示非常优异的机械性能，在具有高强度的同时兼有高延伸率和高加工硬化指数。TWIP 钢的强度可以达到800MPa以上，延伸率可以达到60%~95%，30%应变时的n值可以
达到[8]。
TRIP钢的显微组织主要铁素体、贝氏体和残余奥氏体，因此也称残余奥氏体(RA)钢。残余奥氏分布在铁素体和贝氏体的基体中，含量在5%~15%，马氏体和贝氏体等硬相以不同的含量存在。强度范围一般为600~1000MPa。与DP钢相比，TRIP 钢具有更高的延伸率，TRIP钢的初始加工硬化指数虽然小于DP钢，但在很长应变范围内仍保持较高的加工硬化指数，因此特别适合用于拉胀成形。TRIP钢也主要用于汽车结构件、安全件和加强件，如座椅结构、横梁、纵梁、翼子加强件等零件。
相变诱导塑性钢其金相组织为铁素体、贝氏体、残余奥氏体，见图3、图4。在变形过程中，残余奥氏体会发生诱导相变转化为马氏体，引起相变强化和塑性增长。这类钢兼顾了较高的抗拉强度和良好的成形性(见图5)，比双相钢成形性更好，同样具有BH钢性能，拥有更好的扩孔性(见图6) [9]。目前，此类钢板的主要牌号有TRIP590、TRIP690、TRIP780和TRIP780HR等，在汽车行业尚没有得到大规模应用。
(6)多相钢(CP)
多相钢组织与TRIP钢类似，基本上是在Mn-Cr-Si合金成分体系的基础上，依靠钛、铌、钒元素微合金化产生的晶粒细化效应和析出强化效应，结合适当的卷取工艺而生产的，主要组织为细小的铁素体和高比例的硬质相(马氏体、贝氏体)，含有铌、钛等元素。通过马氏体和贝氏体以及析出强化的复合作用，CP钢强度可达800-1000MPa，具有较高的吸收性能与扩孔性能，特别适合于汽车的车门防撞杆、保险杠和中立柱等安全件。
(7)热成形钢(HF)
热冲压成形技术是指将坯料加热至奥氏体化，然后在热状态下将坯料冲压成形，最后利用模具的冷却能力将零件淬火成马氏体。这项技术在使零件获得高强度的同时，解决了复杂零件几何形状控制和回弹等难题。相对于冷冲压成形板来说，热冲压成形用钢板的成分比较特殊，生产时还需要配备专用模具，因此无论在钢板的生产上还是加工上都比较特殊，相应的技术也掌握在少数公司手中。这
类钢的成分特点是在C-Mn钢的基础上添加20~50ppm的硼，因此也称为含硼钢。
热成形钢是通过热成形技术获得的超高强度的马氏体钢。首先把常温下强度为500-600MPa的高强度硼合金钢板加热到880-950℃，使之均匀奥氏体化；然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成形；之后保压快速冷却淬火，使奥氏体变成马氏体，因而成形件得到强度硬化。冲压件冷却淬火后，强度可达1500MPa，见图7[10]。
图7 热成形钢加工工艺流程
热成形钢具有如下优点。
a.零件成形后强度指标大幅度提高。
b.高温下材料塑性好，成形能力强，可用于冷冲压无法成形的复杂零件，也可将冷冲压需要多道工序、多套模具成形的零件一次成形。
c.高温下零件成形没有回弹，可以实现高精度成形。
d.如果使用Al-Si涂层板，可以防止在热冲压过程中的脱碳等氧化现象，并可以省略后期的抛丸处理，零件拥有更好的抗腐蚀能力。
热成形钢板主要用于车门防撞杆、前后保险杠、A/B/C柱等安全件，见图8。热成形钢技术在国外汽车行业已成为热门技术，其发展迅速。法国阿赛洛公司、德国蒂森-克虏伯、本特勒、麦格纳以及海斯坦普等公司均拥有热成形技术及成套生产线。
图8 中立柱加强板、保险杠和前风窗挡板加强板
(8)马氏体钢
马氏体钢的显微组织主要是板条马氏体，强度范围一般为900~1500MPa，是目前商业化AHSS中强度级别最高的钢种。马氏体钢的成形性较差，主要用于成形要求不高的车门防撞杆等零件，代替管状零件，降低制造成本。
(9)FB钢
FB钢也称高扩孔(HHE)钢，其显微组织主要是铁素体和贝氏体，这种钢在具有高强度的同时兼有优良的翻边性能。强度一般为450~600MPa。主要用于翻边性能要求较高的汽车结构件、悬架件等。
(10)PFHT钢
二次成形热处理是指将冲压成形后的零件固定在特定的装置上，然后进行感应加热，最后进行水淬，以达到硬化材料和固化形状的目的，是一种既提高零件强度又改善零件几何形状精度的工艺，零件的强度一般为900~1400MPa。
(11)NANO钢
NANO钢指用纳米尺度(<10nm)级的析出物来强化铁素体基体，从而提高钢的强度的一种钢。这种钢的特点是屈强比高、延伸率和扩孔率的匹配性好，强度一般在700~800MPa。
5. 高强度钢在国内外的应用情况
为了达到汽车轻量化、安全化的目的，应对铝镁行业的竞争，20世纪90年代，国际钢铁协会的35家主要钢铁公司开展了超轻钢制车身(Ultra Light SteelAuto Body)ULSAB项目。其内容是通过大量采用高强度钢板，并应用液压成形、激光拼
焊板等技术使汽车减重25%。2004年项目取得成功，整车减轻质量25%，车身静态扭转刚度提高了80%，静态弯曲刚度提高了52%，汽车安全等级达到了欧洲NCAP 五星级碰撞标准[11]。ULSAB车体上高强度钢板使用率为90%，其中DP双相钢超过70%，另外还采用了4%左右的抗拉强度为1200MPa的超高强度马氏体钢。最近几年，欧美汽车公司在开发新款汽车时都部分或全部采用了ULSAB项目技术，高强度钢大量使用在汽车车身、底盘、悬架和转向的零部件上。
国内汽车合资企业的技术直接来源于国外母公司，高强度钢应用水平与国外汽车企业保持了相近的水平。自主品牌汽车企业在高强度钢的应用方面整体落后于国外汽车公司，正在快速追赶。最近两年，国内自主品牌汽车开发的有些新车型，高强度钢质量占白车身质量的比例已经达到45%以上。近年来，国内钢铁企业积极开展了汽车用高强度纲的开发工作，目前宝钢、武钢、鞍钢等可以生产一些等级的高强度IF钢、DP双相钢、TRIP相变诱导塑性钢、BH烘烤硬化钢。国内钢铁企业已能提供多种规格的高强度钢板，不过从品种与质量来看，与国外的先进水平相比还有较大的差距。
6. 高强度钢的发展趋势
高强度钢在汽车减重、降耗、安全性方面有着显著优势，但在应用时还存在一些问题，即随着强度的增加，冲压性能变差、回弹量大、尺寸难以控制、容易起皱开裂，这给冲压成形工艺带来新课题。另外，高强度钢的可焊性比普通低碳钢要差，焊接工艺参数存在较大差异。为了开发性能更好的高强度钢，阿塞洛等钢铁公司正在研究开发孪晶诱导塑性钢(TWIP)、具有诱导塑性的轻量化钢(L-IP)。
图9 各种汽车用钢板屈服强度和伸长率的关系
这些钢种具有非常优异的力学性能、高的应变硬化率及极高的塑性，被称为
第二代高强度汽车用钢。目前，美国钢铁企业正在积极发展第三代高强度汽车用钢(见图9)，具有第一、第二代高强度钢的微观组织特点，充分利用晶粒细化、固溶强化、析出强化及位错强化等手段来提高强度，通过应变诱导塑性、剪切带诱导塑性及孪晶诱导塑性来提高材料的塑性和成形性能。
7. 结语
高强度钢是汽车轻量化的关键材料之一，近年来随着先进成形工艺与计算仿真技术的发展，高强度IF钢、DP双相钢、TRIP钢、热成形钢等在汽车部件中的用量越来越多。目前，国内钢铁企业的生产制造水平与国外的先进水平还有不小的差距，不少品种的高强度钢尚需要进口，国内钢铁企业应加大研发力度，早日赶上国外先进水平，为国内汽车行业的轻量化做更多的贡献。
8. 参考文献:
[1] 江海涛, 唐荻, 米振莉. 汽车用先进高强度钢的开发与应用进展[J]. 钢铁研究学报, 2007, 19(8): 1-6.
[2] 叶平, 沈剑平, 等. 汽车轻量化用高强度钢现状及其发展趋势[J]. 机械工
程材料, 2006 , 30(3): 4-7.
[3] 李桂, 熊飞, 龙江启. 车身材料轻量化及其新技术的应用[J]. 材料开发与应用, 2009, (4): 87-93.
[4] 谷铮巍, 姜超. 超高强度钢板冲压件热成形工艺[J]. 汽车工艺与材料, 2009, (4): 15-17.
[5] 田志强, 唐荻, 江海涛, 汽车用双相钢的研究与生产现状[J]. 机械工程材料, 2009, 33(4): 1-5.
[6] 邹增大, 李亚江. HQ130高强钢焊接熔合区的精细组织特征[J]. 焊接学报, 1999 ( 3) : 181- 187.
[7] 王连芳. DILLIMAX965钢在汽车起重机主臂中的焊接应用[J] . 焊接技术, 2005( 3): 24-25.
[8] 廖向宇, 彭国成, 易全旺. 浅析超高强钢的焊接工艺[J] . 焊接, 2005( 6): 56-58.
[9] 陈祝年. 焊接工程师手册[M]. 北京:机械工业出版社, 2002.
[10] 赵琳, 张旭东, 陈武柱. 800MPa级低合金钢焊接热影响区韧性的研究[J] . 金属学报, 2005(4): 392-396.
[11] 张鑫, 屈金山, 李娟, 等. 高强钢DOMEX700焊接热影响区显微组织及性能分析[J]. 焊接, 2006(15): 16-18.
? ? 分类：国际新闻 创建于2013年7月11日星期四10:14 最后更新于2013年7月11日星期四10:14 作者：Super User 点击数：9 浦项制铁技术研究实验室 Young Sool Jin 郭金宇译 在现在和未来的汽车上，汽车的减重成为减少CO2排放和降低燃油消耗的关键手段。同时，复合动力车和电动车更加要求车身减重。包括有色金属在内的轻量化材料中，从技术和经济性的观点来看，先进高强钢是最有应用前景的汽车用材料。根据调查，先进高强钢在汽车用钢的比例将从2009年的7%增加到2020年的28%~36%，特别是在亚洲国家，比例将更高。此外，在未来的白车身和覆盖件上，铝合金的用量也将大幅度增加。考虑到未来的应用前景，钢铁行业应加快先进高强钢和相关应用技术的研究与发展。 多种高强钢物尽其用 为了满足汽车工业在提高安全性、燃油经济性、耐用性和舒适性等方面的要求，钢铁企业开发了多种钢材并应用在车身结构上，更加先进的新型汽车用钢也正在加紧研发中。强塑积小于25000MPa%的汽车用钢已经广泛应用在汽车行业，如IF钢、HSLA（高强低合金）钢、传统的先进高强钢（AHSS）如DP（双相）钢、TRIP（相变诱导塑性）
钢、CP（复相）钢、马氏体钢和HF（热冲压成形）钢。另外两组钢，分别称为超高强度先进高强钢（X-AHSS）和超高强度先进高强钢 （U–AHSS），具有优越的强度和塑性平衡，强塑积大于25000MPa%，被称为下一代汽车用钢。而这些先进高强钢的微观组织包括铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体等组织。那么，传统先进高强钢有何最新发展，下一代先进高强钢的研发进展如何？附表总结了浦项制铁先进高强钢的研发情况。 热轧先进高强钢。为了得到性能优异的热轧双相钢、铁素体-贝氏体钢和TRIP钢，在工艺过程中需要优化钢种的成分、轧制工艺和冷却速率。总的说来，热轧终轧温度大于Ar3点，冷却过程采用2步法进行控制。中间的冷却温度和空冷时间会对铁素体转变行为产生影响，如铁素体的体积、形态，以及未转变奥氏体的富碳情况。热轧卷最终的卷曲温度会对产品的微观组织产生影响。 采用低C-Mn-Si的成分体系，590MPa级和780MPa级DP钢的卷曲温度设定在马氏体转变温度以下，冷却后直接得到铁素体和马氏体组织。980MPa级DP钢采用低C-Mn-Si-Cr的成分体系，卷曲温度在马氏体转变温度以上。通过添加Cr提高钢卷的淬透性，残余奥氏体在卷曲后转变为马氏体。双相钢主要用在要求良好强度和塑性平衡以及低屈服强度的车轮和汽车悬挂件等零部件上。 为了得到扩孔性能优良的FB钢（铁素体-贝氏体双相钢），减小基体和第二相之间的碳含量和硬度的差别是至关重要的。低C-Mn系590MPa级、低C-Mn-Si系的780MPa级和980MPa级FB钢的卷曲
安 徽 工 业 大 学 研究生考试试卷 考试科目：_________________________ 阅 卷 人：_________________________ 专 业：_________________________ 学 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 注 意 事 项 1、 考前研究生将上述项目填写清楚 2、 字迹要清楚，保持卷面清洁 3、 教师将成绩单送研究生学院归档 年 月 日 现代工程材料 研材料12 20120049 季承玺 方俊飞
汽车用高强钢发展综述 摘要:综述了目前国内外高强钢材汽车钢板的使用现状及全球趋势，探究了国内外在高强钢材的科技水平，并且在此基础上提出了高强钢材的应用前景，为汽车钢板行业实现可持续发展提供了思路。 关键词:汽车；高强钢；轻量化；种类；发展 1. 高强钢材的优势 与普通强度钢材相比，高强度钢材(以下简称高强钢)具有更高的屈服强度和抗拉强度，因此，采用高强钢构件替代普通强度钢构件可以减小截面尺寸，节约钢材用量，降低制造、运输、安装费用等。高强钢的应用不仅能体现更高的结构效率，还可以带来可观的经济效益和社会效益。 高强度钢材的优点有很多，研究结果表明，在同样的轴心受压条件下，采用高强度钢材的钢柱，在整体稳定方面，极限应力δu与屈服强度f y的比值δu/f y(即整体稳定系数φ)，要比普通强度钢材钢柱高很多[1]。相对于普通钢材，钢结构采用高强度钢材具有以下优势:能够减小构件尺寸和结构重量，相应地减少焊接工作量和焊接材料用量，减少各种涂层(防锈、防火等)的用量，使得运输安装更加容易，降低钢结构的加工制作、运输和安装成本。高强度钢材能够降低钢材用量，从而大大减少铁矿石资源的消耗；焊接材料和各种涂层(防锈、防火等)用量的减少，也能够大大减少不可再生资源的消耗，同时能够减少因资源开采对环境的破坏。2. 低合金高强度钢生产工艺技术的发展 自60年代以来，在低合金高强度钢发展的第三阶段中，生产工艺技术有了长足的进步，这是由三方面因素促成的。 (1)对低合金高强度钢性能的要求有了新的认识和提高。对焊接钢材要求不仅有高的抗裂纹生成能力，还要求有良好的抗裂纹扩展能力，即良好的缺口韧性。强度越高，要求韧性越好。 (2)组织一性能关系的基础研究有了重大的突破。Hall和Petch的基础研究首次向人们展示，晶粒细化可以同时提高屈服强度和冲击韧性。Morrison和Wodhead 等的研究表明，在适当条件下，低合金高强度钢中可以形成一定体积分数的尺寸为纳米级的碳氮化物粒子，具有非常强烈的沉淀硬化效果，而加入的钒、妮、钦等元素，以前仅作为细化晶粒元素使用，实际上它们还有析出强化作用。Garland 和Plateau等关于第二相质点对塑性断裂过程影响的理论分析表明，材料的总体塑性与质点的形状有关，第二相质点的长宽比增加，提高沿夹杂物长度方向的拉伸塑性，由此产生塑性的各向异性。这种各向异性影响扁平产品的纵向弯曲性能以
板材分类及牌号常识 上海鲁亿实业公司主营汽车高强钢，提供加工配送一条龙服务，纵剪宽度最小能达到3MM，公差保持0.05-0.1MM 之间，可以根据客户尺寸加工，加工精确度高 一、钢板（包括带钢）的分类： 1、按厚度分类：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板 2、按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板 3、按表面特征分类：（1）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）（2）镀锡板（3）复合钢板（4）彩色涂层钢板 4、按用途分类：（1）桥梁钢板（2）锅炉钢板（3）造船钢板（4）装甲钢板（5）汽车钢板（6）屋面钢板 （7）结构钢板（8）电工钢板（硅钢片）（9）弹簧钢板（10）其他 二、普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号 1、日本钢材(JIS系列)的牌号中普通结构钢主要由三部分组成第一部分表示材质。 如：S（Steel）表示钢，F（Ferrum）表示铁；第二部分表示不同的形状、种类、用途，如P(Plate)表示板，T （Tube）表示管，K(Kogu)表示工具；第三部分表示特征数字，一般为最低抗拉强度。如：SS400--第一个S表示钢(Steel)，第二个S表示"结构"（Structure），400为下限抗拉强度400MPa，整体表示抗拉强度为400 MPa的普通结构钢。 2、SPHC--首位S为钢Steel的缩写，P为板Plate的缩写，H为热Heat的缩写，C商业Commercial的缩写，整体表示一般用热轧钢板及钢带。 3、SPHD--表示冲压用热轧钢板及钢带。 4、SPHE--表示深冲用热轧钢板及钢带。 5、SPCC--表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国Q195-215A牌号。其中第三个字母C为冷Cold的缩写。需保证抗拉试验时，在牌号末尾加T为SPCCT。 6、SPCD--表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL（13237）优质碳素结构钢。 7、SPCE--表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL（5213）深冲钢。需保证非时效性时，在牌号末尾加N为SPCEN。冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火状态为A，标准调质为S，1/8硬为8，1/4硬为4，1/2硬为2，硬为1。表面加工代号：无光泽精轧为D，光亮精轧为B。如SPCC-SD表示标准调质、无光泽精轧的一般用冷轧碳素薄板。再如SPCCT-SB表示标准调质、光亮加工，要求保证机械性能的冷轧碳素薄板。 8、JIS机械结构用钢牌号表示方法为： S+含碳量+字母代号（C、CK），其中含碳量用中间值×100表示，字母C：表示碳 K：表示渗碳用钢。如碳结卷板S20C其含碳量为0.18-0.23%。 三、我国及日本硅钢片牌号表示方法 1、中国牌号表示方法： （1）冷轧无取向硅钢带（片）。表示方法：DW+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.5T的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。如DW470-50 表示铁损值为4.7w/kg，厚度为0.5mm的冷轧无取向硅钢，现新型号表示为50W470。 （2）冷轧取向硅钢带（片）。表示方法：DQ+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.7T的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。有时铁损值后加G表示高磁感。如DQ133-30表示铁损值为1.33，厚度为0.3mm的冷轧取向硅钢带（片），现新型号表示为30Q133。 （3）热轧硅钢板。热轧硅钢板用DR表示，按硅含量的多少分成低硅钢（含硅量≤2.8%）、高硅钢（含硅量＞2.8%）。表示方法：DR+铁损值（用50HZ反复磁化和按正弦形变化的磁感应强度最大值为1.5T时的单位重量铁损值）的100倍+厚度值的100倍。如DR510-50表示铁损值为5.1，厚度为0.5mm的热轧硅钢板。家用电器用热轧硅钢薄板的牌号用JDR+铁损值+厚度值来表示，如JDR540-50。 2、日本牌号表示方法： （1）冷轧无取向硅钢带。由公称厚度（扩大100倍的值）+代号A+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度
汽车用先进高强钢的发展背景 班级：道桥11-1班姓名：杜阳 学号：201110608040 随着环境恶化和能源紧缺问题的日益加剧, 环保、安全和节能的考虑成为汽车制造业的主要发展方向。在减少燃油消耗、减低废气排放的诸多措施中, 降低车重效果最明显。资料表明, 车重减轻10%可节省燃油3% ~ 7% 。因此汽车轻量化成为了各大汽车生产厂提高竞争能力的关键。在汽车轻量化的推动下, 铝合金、镁合金、塑料等零部件的使用比例逐年增加, 使钢铁在汽车材料中的主导地位受到了威胁。鉴于这种情况, 世界各国钢铁公司都花费大量的人力、物力进行综合性能更优异的钢铁材料的研究。研究汽车用新型钢铁材料的问题至关重要, 从某种程度上讲, 最终关系到钢铁工业的生存与发展。 钢铁材料、铝和塑料是制造汽车的3 大材料。铝合金发展很快, 已经向钢铁材料在汽车制造中的统治地位发起挑战, 其优点是质量轻。从耐载荷与耐疲劳强度看, 如果钢的强度级别提高到780MPa 级以上, 则会显示出比铝合金更好的性能优势, 从而诞生了先进高强钢, 其在性能和减重安全方面对铝合金发起挑战。先进高强钢的出现在很大程度上巩固了钢铁在材料领域的主导地位。在实际车体制造方面, 近年来高强钢板的应用在不断提高。国内外开始不断研究先进高强钢的种类和特性。国际钢铁协会先进高强钢应用指南第三。传统高强钢主要包括碳锰钢、烘烤硬化钢、高强度无间隙原子钢和高强度低合金钢; 先进高强钢主要包括双相钢、相变诱发塑性钢、马氏体级钢、复相钢、热成形钢和孪晶诱发塑性钢。传统的高强钢多是通过固溶、析出和细化晶粒作为主要强化手段, 而先进高强钢是指通过相变进行强化的钢种, 组织中含有马氏体、贝氏体和/ 或残余
汽车用高强钢板的发展现状和趋势 一、汽车工业对冷轧钢板性能的要求及冷轧高强钢板的分类 1 汽车工业对钢板的要求 汽车工业要求冷轧钢板重量轻，成形性好，寿命长，安全性好，环境友好。 首先，汽车轻量化对于提高燃料效率、防止CO2排放所造成的环境污染是极为重要的。为了解决这个问题，需要提高汽车用钢板的强度。这样的话，即使钢板厚度减薄，仍然可以保持原来的强度水平。所谓DP钢、TRIP钢就是为此目的而开发的。 其次，是钢板的成形性，因为它决定了汽车成形过程的生产效率。一般说来，随着强度的提高，钢铁材料的成形性恶化。目前，汽车尽管设计多种多样，但是大的趋势是采用流线型，以减少空气的阻力。具有高塑性的钢板即使经过多阶段的加工仍然可以不发生裂纹。近年开发的所谓自润滑钢板由于改进了钢板涂层的润滑性能而提高了成形加工的效率。 汽车的外板有可能遭受冲击，如果材料强度过低，很容易发生凹陷变形。BH钢在成形之后进行烤漆的过程中可以进一步提高其强度，这实际上等于汽车在使用过程中得到了更高的强度，因而具有良好的抗凹陷性。因此，近年对BH钢的需求不断增强。 汽车需要的另一个重要因素是寿命，即耐腐蚀性，特别在北美为了除去积雪，大量使用对钢有强烈腐蚀作用的氯化钙，对耐腐蚀性提出了更高的要求。应对腐蚀问题的重要措施是对钢板进行各种表面处理，例如镀锌。所以，近年表面处理钢板的用量持续增长，尽管其价格比普通钢板要高。另外，低成本的耐腐蚀钢板也在不断开发出来。 还有一个问题是安全性，特别是与冲撞有关的安全性。为了保证乘用者的安全，目前正在开发既具有高强度，又具有良好耐冲撞性能的高强钢板，用于汽车的结构件和底盘等部件。 最后，需要开发的高强汽车用冷轧钢板与环境友好。国际上已经制定了一系列法规和制度，强化环境保护，明令禁止使用对人类有毒害的物质。近年开发的无3价铬、无铅的涂镀层板，就是顺应这种趋势。 2 汽车用冷轧钢板的成形性能 由于汽车用冷轧钢板需要经过成形加工，才能成为需要的零件，所以不仅要求钢板有需要的力学性能，而且要求钢板有良好的成形性能。这些钢板通常经过图1所示几种变形方式或者它们的组合而成形为零件。 1）拉深成形（Deep drawing, shrink flanging）。它的特点是工件在冲头和冲模之间变形过程中，在坯料上施加一定的压边力，使坯料在一个方向上获得大的拉延变形（例如在冲杯过程中沿着杯的直径方向），在另一个方向上发生收缩变形（例如冲杯过程中的圆周方向），所以需要材料有高的r值。 2）鼓胀成形（Stretching）。它的特点是施加非常强的压边力，冲压工具带有凸凹槽，即使在冲头的作用下，材料边缘也不能滑动，中间部分材料受到双向等轴拉深，像气球一样膨胀变薄。因此要求材料具有良好的塑性和各个方向均匀延展变形和连续强化的能力。
第45卷 第8期 2010年8月 钢铁 Iron and Steel Vo l .45,N o .8Aug ust 2010 新一代汽车用先进高强钢的成形与应用 康永林, 陈贵江, 朱国明, 宋仁伯 (北京科技大学材料学院,新金属材料国家重点实验室,北京100083) 摘 要:针对目前国内外汽车发展现状及对汽车用高强钢使用性能的需求,综合分析了先进高强钢研究开发的热点和发展趋势,重点分析了新一代先进高强钢的变形行为、成形技术及成形性、构件碰撞性能的研究和应用现状,对未来发展进行了展望。同时指出,在先进高强钢(A HSS )的开发和应用上,面对来自客户和加工制造方面的挑战,需要搞清和解决先进高强钢微观组织的精细构成特征与变形过程中微观缺陷形成发展的内在规律、高强钢板在动态变形条件下的变形行为表征、高强钢板构件碰撞性能科学评估方法及体系。形成新一代汽车用先进高强钢的成形及应用技术基础,为实现以节能减排和安全性为标志的新一代汽车用先进高强钢在中国的加快发展和应用打下坚实的基础。 关键词:汽车;先进高强钢;成形;节能;安全 中图分类号:TG 142 文献标志码:A 文章编号:0449-749X (2010)08-0001-06 Forming Technology and Application of New Generation Advanced High Strength Steel for Automobile KANG Yo ng -lin , CH EN Gui -jiang , ZH U Guo -m ing , SONG Ren -bo (School of M a te rials Science and Eng ineering ,State K ey L abo ra to ry for Advanced M etals and M aterials , U niver sity o f Scie nce and T echno lo gy Beijing ,Beijing 100083,China ) A bstract :With a view of the current status o f auto motiv e development of bo th at home and abroad and per formance needs o f high streng th steel for auto motiv e ,ho t spots of research and deve lopment for advanced hig h str eng th steel (A HSS )wer e co mprehensively analy zed .In additio n ,research and a pplica tion situation of defo rmation behavio r ,forming techno log y a nd for mability ,components crashwo rthiness of the new generatio n of advanced hig h st reng th steel we re selectively analy zed ,a nd the pr ospect for the future development wa s also for eca st .A t the same time ,faced with customer s and manufacturing challenge s of developme nt and application of A HSS ,it wa s required to i -dentify and so lve the inherent law s be tw een the fine constitutiv e cha racte ristics o f A HSS microstr ucture and micro -defect for matio n and develo pment ,deforma tion behavio r char acte rizatio n of dy namic defo rmation fo r high st reng th steel plate ,metho d and sy stem fo r scientific asse ssment of crashwo r thiness fo r high -streng th stee l co mpo nents .A nd the fo rming and applica tion technology of the new g ene ratio n advanced high streng th steel fo r automobile can be ob -tained ,to speed up dev elopment and applicatio n of the new ge nera tion advanced high str eng th steel for automobile marked w ith both the ener gy co nser vatio n and emission reduction ,and safety in China .Key words :auto mobile ;adv anced high streng th steel ;fo rming ;ene rgy conse rvation ;safety 基金项目:国家863资助项目(2009AA03Z518) 作者简介:康永林(1954—),男,博士,教授; E -mail :k angylin @ustb .edu .cn ; 收稿日期:2010-03-02 2009年中国的汽车产量达到1379.10万辆,成为世界第一大汽车生产国。钢铁材料是目前汽车制 造应用比例最大的关键原材料,约占65%左右,而钢铁材料中用量最大的是薄钢板。因此,汽车用钢尤其是薄钢板的需求量也必然随着汽车工业的发展而增长。同时,汽车板亦必须满足汽车的安全、节能与低排放、美观、防腐等项要求。为了减轻车重、降低油耗、减少排放和提高安全性,汽车用钢板向高强度化发展已成为必然趋势。在汽车领域,应对环境问题和提高冲撞安全性已成为最常见的关键词。 1 先进高强钢研究开发的热点 近年来在汽车用先进高强钢(advanced high streng th steel ,简称AH SS )的工艺基础研究和应用技术研究方面的开发十分活跃,超高强钢板的强度已达到或超过1500M Pa [1-2]。目前先进高强钢板已发展到第二代,正在向着高成形性和超高强度的第三代高强钢发展。在针对和解决汽车用高强钢随着强度的增加,塑性和成形性能显著下降,开裂、起皱、回弹、模具磨损和焊接等问题明显增加,以及如何进
收稿日期:2007-03-21 作者简介:徐宏伟,男,硕士研究生,高级工程师,目前主要从事标准和质量管理。 国外汽车用先进高强度钢板及其标准综述 徐宏伟 (上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200030) 摘 要:简要介绍了9种先进高强钢的特点和用途以及国外先进高强钢标准的概况,重点分析了欧洲、美国和日本先进高强钢标准的特点和标准间的异同。针对我国的现状,提出了先进高强钢的发展设想以及先进高强钢国家标准的制定原则和实施方法。关键词:先进高强钢;AHSS;标准 中图分类号:TG 335.5 文献标识码:B 文章编号:1003-0514(2007)02-0008-06 Summary of advanced high strength steel sheet and it ’s standards in abroad X U H ong -wei (School of Mechanical Engineering ,Shanghai Jiao T ong University ,Shanghai 200030,China )Abstract :Briefly introduce the characteristics and applications of 9advanced high strength steel (AHSS ),summary the AHSS standards in abroad ,mainly analyze the similarities and differences of AHSS standards used in Europe ,America and Japan.Aiming at Chinese current situation ,the developing prospect of AHSS ,development principle and implementing method of AHSS national standards are given.K ey w ords :advanced high strength steel ;standard 0 前言 随着能源和环境问题的日益突出以及人们对安 全的更加关注,社会对汽车提出了低油耗、低(无)污染、高安全的要求。由于高强度钢板(以下简称高强钢)是解决上述问题的有效手段,国外主要钢铁企业都投入大量人力和物力进行开发研究,并且开展了一系列的国际合作,如U LS AB 、U LS AC 、U LS AS 、U LS AB -AVC 等项目。以U LS AB -AVC 项目为例,汽车结构几乎全部使用高强钢,其中先进高强钢的比例超过80%。国际钢铁协会(IISI )先进高强钢应用指南第三版中将高强钢分为传统高强钢(C onventional HSS )和先进高强钢(AHSS )。传统高强钢主要包括碳锰(C -Mn )钢、烘烤硬化(BH )钢、高强度无间隙原子(HSS -IF )钢和高强度低合金(HS LA )钢;AHSS 主要包括双相(DP )钢、相变诱导塑性(TRIP )钢、马氏体(M )钢、复 相(CP )钢、铁素体+贝氏体(F B )钢、热成形(HF )钢、 孪晶诱导塑性(T WIP )钢、二次成形热处理(PFHT )钢和纳米(NANO )钢。 目前国内传统高强钢的品种和质量与国外的差距不大,相应的国家标准已由宝钢负责制定完成。但是AHSS 与欧美日等发达国家和地区还有差距,使用的标准也主要是这些国家和地区制定的标准。近几年,我国汽车工业的发展非常迅猛,整体技术水平有了很大的提高,AHSS 的应用也大幅度增加,这有利地促进了国内AHSS 的开发和生产。目前,宝钢、鞍钢、武钢等主要钢铁企业都在积极开发AHSS 。其中,宝钢的AHSS 已形成了一定的批量生产能力,并负责制定了冷轧DP 钢国家标准。因此全面了解国外AHSS 标准的现状并准确把握其发展方向对于指导国内AHSS 的开发和生产将起到很好的作用,同时可为制
Appendix III Rev’d 6 June 2001 Technical Transfer Dispatch #6 ULSAB-AVC Body Structure Materials May 2001 FOREWORD 1.0Introduction 2.0Materials Selected for the ULSAB-AVC Body Structure 3.0Advanced High Strength Steel Microstructures, Behavior, and Alloy Design 4.0Materials Selection Process for ULSAB-AVC 5.0Forming Assessment Appendices: I ULSAB-AVC Body Structure Parts List II ULSAB-AVC Steel Grades Portfolio III Considerations in the Selection of Advanced High Strength Steels for ULSAB-AVC IV Examples of ULSAB-AVC Forming Simulations
FOREWORD Program Background ULSAB-AVC (Advanced Vehicle Concepts) is the most recent addition to the global steel industry’s series of initiatives offering steel solutions to the challenges facing automakers around the world to increase the fuel efficiency of automobiles, while improving safety and performance and maintaining affordability. This program follows the UltraLight Steel Auto Body (ULSAB) program (results announced worldwide in 1998). As with the ULSAB Program, the ULSAB-AVC Consortium commissioned P ORSCHE E NGINEERING S ERVICES, I NC., Troy, Mich. USA, to provide design and engineering management for ULSAB-AVC. In the ULSAB-AVC program, P ORSCHE E NGINEERING S ERVICES, I NC. takes a holistic approach to the development of a new vehicle architecture that offers cost-efficient steel solutions to mass reduction challenges. ULSAB-AVC will present advanced vehicle concepts to help automakers use steel more efficiently and provide a steel-based structural platform for achieving: ?Anticipated crash safety requirements for 2004, ?Significantly improved fuel efficiency, ?Optimized environmental performance regarding emissions, source reduction and recycling, ?High volume manufacturability at affordable cost. Technical Transfer Dispatches (TTD) To encourage valuable dialogue, the ULSAB-AVC Program provides periodic communications in the form of TTDs to key contacts within the automotive industry to keep key expert automotive staff informed about Program progress. TTD #6 provides critical information about the application of advanced high strength steels (AHSS) to vehicle design, offering important design considerations in using these advanced steels. Also included in this TTD are examples of the effective collaboration process between steel suppliers and design engineers to achieve the fully optimized use of AHSS and documentation of properties for the steel grades used in the ULSAB-AVC body structures. It is important to note that the information reported in this dispatch related to ULSAB-AVC’s design is work in progress, subject to change as the engineering process is completed. The final program results, to be delivered to the global automotive community in early 2002, could be different than what is included here. However, from our experience with previous dispatches, we believe that allowing our customers to review the work in progress not only provides an avenue for exchange and feedback but also contributes helpful input to our customers’ own research efforts. For more information or to provide feedback, please contact your local ULSAB-AVC Member Company or ULSAB-AVC program management as follows: Ed Opbroek, Program Director ULSAB-AVC Tel. (513) 422-1844 Fax. (513) 424-0270 E-mail. EdOpbroek@https://www.doczj.com/doc/db16867264.html,
安 徽 工 业 大 学 研究生考试试卷 考试科目：_________________________ 阅 卷 人：_________________________ 专 业：_________________________ 学 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 注 意 事 项 1、 考前研究生将上述项目填写清楚 2、 字迹要清楚，保持卷面清洁 现代工程材料 研材料12 季承玺 方俊飞
3、教师将成绩单送研究生学院归档 年月日 汽车用高强钢发展综述 摘要:综述了目前国内外高强钢材汽车钢板的使用现状及全球趋势，探究了国内外在高强钢材的科技水平，并且在此基础上提出了高强钢材的应用前景，为汽车钢板行业实现可持续发展提供了思路。 关键词:汽车；高强钢；轻量化；种类；发展 1. 高强钢材的优势 与普通强度钢材相比，高强度钢材(以下简称高强钢)具有更高的屈服强度和抗拉强度，因此，采用高强钢构件替代普通强度钢构件可以减小截面尺寸，节约钢材用量，降低制造、运输、安装费用等。高强钢的应用不仅能体现更高的结构效率，还可以带来可观的经济效益和社会效益。 高强度钢材的优点有很多，研究结果表明，在同样的轴心受压条件下，采用 高强度钢材的钢柱，在整体稳定方面，极限应力δ u 与屈服强度f y 的比值δ u /f y (即整 体稳定系数φ)，要比普通强度钢材钢柱高很多[1]。相对于普通钢材，钢结构采用高强度钢材具有以下优势:能够减小构件尺寸和结构重量，相应地减少焊接工作量和焊接材料用量，减少各种涂层(防锈、防火等)的用量，使得运输安装更加容易，降低钢结构的加工制作、运输和安装成本。高强度钢材能够降低钢材用量，从而大大减少铁矿石资源的消耗；焊接材料和各种涂层(防锈、防火等)用量的减少，也能够大大减少不可再生资源的消耗，同时能够减少因资源开采对环境的破坏。 2. 低合金高强度钢生产工艺技术的发展 自60年代以来，在低合金高强度钢发展的第三阶段中，生产工艺技术有了长足的进步，这是由三方面因素促成的。 (1)对低合金高强度钢性能的要求有了新的认识和提高。对焊接钢材要求不仅有高的抗裂纹生成能力，还要求有良好的抗裂纹扩展能力，即良好的缺口韧性。
毕业设计（论文）开题报告课题名称汽车用高强钢的组织与性能分析 系部材料工程系 专业夏首昂 班级材料成型及控制工程 姓名T733-2 学号20070330208 指导教师签名（校内） 指导教师签名（校外） 年月日
1课题背景及意义 今日汽车的发展在轻量化及安全性能的考验下，传统的钢种已经不再满足于消费者。据统计，车重减轻10%可节省燃油3%-7%【1】。而目前使用的最高强度级别600-800Mpa 的AHSS钢的减重率为24%-37%【2】。故在降低油耗，减少排放等诸多要求下，降低车重的效果最为明显（图）【3】。因此高强钢得到人们的青睐。与此相适应，钢铁业在高强钢方面的研发投资也有了较大增长。所以，对于高强钢方面的研究有非常重要意义。 2本课题及相关领域的国内外现状及发展 2.1.强化机制 2.1.1固溶强化 高强钢中普遍采用的强化机制是固溶强化。C,N等小半径的原子，以间隙原子的形式与金属形成固溶体，造成基体金属劲歌的畸变，提高材料的强度，这种情况被称为间隙固溶。而Mn，Cu，Ni，Cr等金属原子，通过置换集体金属原子而溶于金属中们由于原子半径不同，造成基体晶格畸变，也可以提高材料的强度，这种置换被称为置换固溶【4】。对于C-Mn钢，固溶强化是主要的强化机制。 2.1.2细晶强化 通过添加微量合金元素提高钢材的再结晶温度，扩大未再结晶区，在未结晶区进行低温大压下，造成材料内部形成大量的变形带，亚晶，位错等晶体“缺陷”，这些缺陷
在后续的相变中成为铁素体形核的核心。缺陷的大量存在，造成材料内部大量形核，因而可以大幅强化细化材料的经历，实现细晶强化。譬如，添加Nb，会在800-900℃的温度区间由于变形的诱导而大量洗出微合金元素的碳氮化合物，从而提高材料的再结晶温度，强化材料的硬化效果。 2.1.3 相变强化 又称组织强化，通过相变过程改变钢材的组织组成，从而提高钢材强度的一种强化方法。在相变过程进行控制，在钢材中引入一定数量的硬相组织，就可以提高钢材的强度。硬相所占的比例不同，就可以得到不同的材料强度水平。 2.1.5析出强化 在钢中添加微合金元素和合金元素，会在钢中形成一些洗出想以微笑颗粒洗出，造成基体晶格畸变，提高材料的强度，这成为析出强化。析出强化的效果与析出相数量，颗粒尺寸等因素有关，在各类不同相中都有应用。 2.2 高强度钢分类及介绍 2.2.1双相钢和多想钢（AHSS） 经验表明，更高的强度会伴随着明显成形性的降低。引入一种微观结构含有至少两个相的新钢种会导致强度的增大而且不会产生塑性的恶化。这是归因于不同的微观结构成分的共存，不同的机械特性以及他们相互之间的协同作用，该成分组成是通过光学显微镜可以观测到的。例如多相钢通常含有一种相对柔性矩阵相，他是造成低屈服强度和良好的成形性以及高的抗拉强度的原因，择可以通过调整类型，形态，去想和以上不同相的体积分数，数量和分布，为各自可以预见的应用改变和定制机械特性【5】。而如何改变性能方面的强度-成形性配合，这个问题在一定程度上已经被解决（R爱仕达，1976；Davies,1978;Owen,1980）即把铁素体-珠光体组织变成马氏体-奥氏体，即M-A 组成的铁素体组织，这种改变引入例如连续屈服代替铁素体-珠光体组织所具有的不连续屈服。【6】
先进高强钢 吴文亚 材料0901 20091590 先进高强钢的定义： 先进高强度钢，也称为高级高强度钢，其英文缩写为AHSS （Advanced High Strength Steel）。国际钢铁协会( IISI) 先进高强钢应用指南第三版中将高强钢分为传统高强钢(Conventional HSS) 和先 进高强钢(AHSS) 。传统高强钢主要包括碳锰(C -Mn) 钢、烘烤硬化(BH) 钢、高强度无间隙原子(HSS -IF) 钢和高强度低合金(HSLA) 钢；AHSS 主要包括双相(DP) 钢、相变诱导塑性(TRIP) 钢、马氏体(M) 钢、复相(CP) 钢、热成形(HF) 钢和孪晶诱导塑性(TWIP) 钢；AHSS 的强度在500MPa到1500MPa之间，具有很好吸能性，在汽车轻量化和提高安全性方面起着非常重要的作用，已经广泛应用于汽车工业，主要应用于汽车结构件、安全件和加强件如A/B/C柱、车门槛、前后保险杠、车门防撞梁、横梁、纵梁、座椅滑轨等零件；DP钢最早于1983年由瑞典SSAB钢板有限公司实现量产。 先进高强钢的分类： 双相钢：双相钢组成是铁素体基体包含一个坚硬的第二相马氏体。通常强度随着第二相的体积分数的增加而增加。在某些情况下，热轧钢需要在边缘提高抗拉强度（典型的措施是通过空穴的扩张能力），
这样热轧钢便需要具有了大量的重要的贝氏体结构。在双相钢中，在实际冷却速度中形成的马氏体中的碳式钢的淬硬性增加。锰、铬、钼、钒、和镍元素单独添加或联合添加也能增加钢的淬硬性。碳、硅和磷也加强了作为铁素体溶质的马氏体的强度。 高强度及高延性钢（TRIP）：高强度及高延性钢的微观组织是在铁素体基体中还保留着残余奥氏体组织。除了体积分数最少为5%的残余奥氏体外，还存在着不同数额的马氏体和贝氏体等坚硬组织。 多相钢：具有代表性的多相钢需要很高的抗拉强度极限才能转变成钢。多相钢的组成是有细小的铁素体组织和体积分数较高的坚硬的相，并且细小的沉淀使其强度进一步加强。和双相钢和高强度、高延性钢一样，多相钢也包含了很多和它们相同的合金元素，但也经常有少量的铌、钛、和钒形成细小的、高强度的沉淀物。在抗拉强度值在800MPa或更高时，多相钢表现出了更高的屈服强度。多相钢的典型特征是具有高的成形性、很高的能量吸收和很高的残余变形能力。 马氏体钢：为了生成马氏体钢，在热轧或退火中存在的奥氏体在淬火和连续退火曲线中的冷却阶段全部转变成马氏体。该结构也会在成形后的热处理过程中形成。马氏体钢具有非常高的强度，抗拉强度极限达到了1700MPa。马氏体钢经常需要用等温回火来提高其韧性，这样便能在具有极高的强度的同时具有很好的成形性。 先进高强钢的生产：