文档介绍:试论高强钢成形技术及其在汽车轻量化中的应用 汽车轻量化是指在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地减轻汽车的整车质量, 从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。汽车的快速发展方便了人们的生活, 但同时带来了金属、石油等资源、能源的过量消耗,大气严重污染,通过汽车轻量化实现降 低排放和油耗成为汽车工业最具挑战的目标。有研究表明,、 ,车身减重分别为6$、12舟和18乐 可见增加钢板强度的同时减小板屋是 减轻车重的主要途径。 高强钢具有较高的强度,且成本较轻金属低,汽车采用先进高强钢的主要效果有:高强 钢的使用降低了板厚使得汽车结构轻量化、汽车的抗凹陷性、耐久强度和大变形冲击强度安 全性均得到提高。高强钢的优点使得其在汽车行业中得到快速发展及广泛应用,如1980年日 本和欧洲的汽车公司,白车身中高强钢用量分别为12%和5舟,目前均上升到50%以上。高强 钢的应用不仅为轻量化创造了更多的机遇,更有助于使汽车达到轻量化和提高安全性的统一。 一、高强钢的种类 高强度钢板的分类主要有按冶金特点、强化机理和生产工艺等几种划分方法。 .按冶金特点分类 根据国际钢铁协会U S L - A B项目的定义,屈服强度为210〜550MPa及抗拉强度为 270〜700M P a的为高强度钢(简称H S S)。普通高强度钢为单一铁素体组织,由于采用了 以相变为主的复合强化方法,基体的强度和综合性能得到提高。普通高强度钢包括有微合金 钢、碳镒钢、烘烤硬化钢、各向同性钢、高强度I F钢和低合金高强度钢等几种。屈服强度 大于550M P a及抗拉强度大于700M P a的则称为先进高强度钢(简称A H S S)。A H S S 的研究基于H S S朝2个方向发展,一个方向是强度基体不变,提高其塑性;另一个方向是 塑性基体不变提高其强度。强度提高的钢种包括复向钢(CP)、马氏体钢(MS)等,塑性提高的 钢种包括有双相钢(C P)、相变诱发塑性钢(T R I P)等。 .按强化机理分类 按照钢材的强化机理,高强度钢可分为固溶强化型加磷钢、弥散强化型的低合金高强度 钢、相变强化型的双相钢和烘烤硬化型钢等。 .按生产工艺分类 高强钢的生产工艺有冷轧和热轧2种形式。冷轧高强钢主要用于车身零件,包括外板(车 门、发动机罩外板)、内板(车门、发动机罩内板)和结构件。热轧高强度钢板在载货汽车上用 量很大,约占其热轧钢板总量的60%〜70%,主要用于车架纵横梁、车厢纵横梁、车轮、刹车 盘等受力结构件和安全件。 二、高强钢的成形技术 高强钢减薄和高强度2个优势使其在汽车轻量化的减重和安全方而得到了广泛应用,但 高强钢的成形范围较窄,成形过程中遇到了较传统钢材更难解决的问题。因此许多先进的加 工工艺及方法不断地应用到汽车工业中。高强钢的成形技术主要包括冷冲压形、热成形、液 压成形等。 .高强钢冷冲压成形技术 高强钢的冷冲压成形技术与传统钢材冷冲压相似,但高强钢成形范围有限,成形后容易 产生回弹,且其回弹量远大于普通低碳钢冲压成形零件的回弹量,钢材特性难以详细描述, 这就给回弹的预测及控制带来了很大的困难;同时高强钢在应用时而临着成型件的起皱和开 裂等问题,这些特点都导致高强钢在成形时尺寸和形状精度不良。为