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980MPa冷轧汽车板的开发

【摘要】为做到即能使汽车轻量化又可提高撞击时车本身的安全性能，就需

要使制造汽车零部件用钢板的高强度化，而且使用高强度钢板制造汽车零部件的

部位正呈扩大化趋势。最近，使用980MPa级别超高强度钢板的实例也越来越多。

众所周知，钢板的强度越高其易加工性能越低，因此，有必要根据汽车不同部位

部件的使用要求分别赋予其特性。为便于管理，对980MPa级别超高强度钢板按

重视整体延伸率型、重视局部延伸率型以及兼顾两者平衡的均衡型进行了菜单化

处理。本文将对每种类型钢板的特征及其所适用的部件实例做一下介绍。

【关键词】超高强度钢板；屈服强度；延伸率；轻量化；撞击安全性能

1.前言

为防止地球温暖化，日本政府制定了燃烧汽油车辆的耗油量指标（即每公升

燃料行驶的公里数）。针对1995年度每公升汽油行驶的公里数为12.6km/l的实际

业绩，政府计划到2010年度将该指标在原有基础上提高20%，即使每公升汽油

行驶的公里数达到15.3km/l的目标。随着将汽车撞击安全性能规定的法制化及其

标准的提高，要求构成汽车的零部件强度也要与之相适应地加以提高。

汽车轻量化和提高发生撞击时的安全性能两者是相互矛盾的，要解决这一矛

盾就必须提高所使用钢板的强度。过去，虽然汽车采用高强度钢板的部位也很多，

但车体骨架部件主体部位的抗拉强度只有440～590MPa，像保险杠及车门横梁

这些需要高强度钢板的部件，才使用的是980～1180MPa等级的超高强度钢板。

最近，为实现更加轻量化的目标，超高强度钢板的使用范围正在向扩大化方向发

展，其中一种新的用途就是将汽车座椅骨架部件使用980MPa级别的超高强度钢

板。众所周知，由于超高强度钢板不具有成形性能，所以，汽车上的哪个零部件

也不是随便拿过钢板即能立刻投入使用的。于是，新日本制钢公司根据汽车部件

的特性，开发出了具有良好的整体延伸性能型、可提高弯曲加工性能的局部延伸

型以及兼具这些特性的均衡型钢板。本文将要介绍的是具有这些特长的980MPa

冷轧钢板及其在座椅骨架部件上的应用实例。

2.使用超高强度钢板的汽车零部件所需特性

超高强度钢板主要用在汽车保险杆加强板、车门耐撞击梁和座椅等部件上。

一般来讲，钢板的强度越高，整体延伸及局部延伸的加工性能越差。使用钢板的

用户（汽车制造厂商），为减轻零部件的重量，有将零部件的制造形状复杂化的

倾向，因此，这就需要进一步提高钢板的加工性能。

图2示出了最近将980MPa级别超高强度钢板的使用范围扩大到汽车座椅部

件上的应用实例。以此为例将钢板所需的必要特性整理如下。为防止座椅靠背成

形后变形，首先要求钢板具有较高的变形传导性能，这种情况下，采用具有低屈

服强度、强韧性、高n值特性的超高强度钢板对抗变形十分有效。此外，因还需

要延伸凸缘加工成形，故还需要确保钢板的局部延伸性能与其它性能之间的平

衡。另外，铆接时也要求具有良好的局部延伸性能。而以弯曲加工为主的汽车座

椅轨道部件，则需要具有极好的局部弯曲性能。

用于制作座椅下臂的超高强度钢板，因需要进行凸肚成形和滚边成形（是先

在钢板上开个孔，再将孔内边翻出拉伸成筒状的一种加工工艺——译者注。）两

道加工工艺，故在特性上，要求钢板需兼顾整体延伸和局部延伸的特性平衡这点

非常重要。需要进行扩孔加工时，就需要钢板具有良好的局部延伸性能。因此说，

超高强度钢板不是只单纯要求强度好即可，还需要根据其所使用的部位，使钢板

具有最合适的特性.

3.适应特性要求的超高强度钢板的菜单化处理

新日本制铁公司根据如上所述汽车零部件所要求的特性，将改进的980MPa

级超高强度钢板的特性进行了菜单化处理，即将所生产的超高强度钢板按汽车零

部件所需特性分为重视延伸率型、重视扩孔型（相当于高弯曲性能型），及兼具

不同特性的均衡型3种类型，如表1所示。

超高强度钢板与软钢板不同，如果钢板整体延伸率提高了，支持扩孔（延伸

凸缘）及弯曲加工等的局部延伸性能就会降低，全延伸率和局部延伸性能是两个

相互矛盾的特性。因此，要提高每种特性就必须采取完全不同的对策。

对于重视延伸率型的超高强度钢板，为保证其整体延伸率，则需以延性能极

佳的铁素体组织为主，并使之形成硬质第二相的双相（DP）组织是非常必要的。

为此，就需要添加促使铁素体生成的元素以及用连续退火设备（C.A.P.L）将退

火温度调整到最佳