关于汽车钢板的知识

关于汽车钢板的知识 抗压和抗拉是两个概念哦! 作者: desertwolf99 时间: 2008-7-21 10:14 我不是专业搞材料的,是搞建筑 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的,就是设计房子的,我会经常和搞结构设计的配合,结构设计需要计算梁和柱子的钢筋配给量.我想这个和房子上的钢筋计算是一个原理.看了老农的图,感觉这只不过是梁柱配筋上,用一级钢替换了二级钢.一级钢比二级钢的机械性能好一些,所以用料省了.所谓吸能不过是把钢筋经过冷拉或者冷拔,提高钢材的抗屈服强度,把材料的机械性能用到极致!但实现这个目标的前提是加工工艺的提高,材料本身性能的提高和制造过程管理水平的严格!打个比方,大家应该看过很多飞机空战片,美国人以前的F-4鬼怪式战斗机和现在的F-22猛禽式战斗机,大家的正常战斗全重大概都在27吨左右,F-4的最大载弹量为7.62吨,F-22可能超过10吨,而且f-22能飞高机动动作.大家可能都听说过F-22机身用了很多先进的复合材料,机械性能与F4所用的铝合金差不多甚至更好,但重量减少.但制造技术不是同日而语.那么套用在哈弗身上大概也是这个道理! 作者: 黑哈泥腿 时间: 2008-7-21 10:26 好像4G69的车装的就是这种， 作者: desertwolf99 时间: 2008-7-21 10:37 小鬼子的金属冶炼技术是很高的,所以小鬼子的车金属用料比较薄,可是中国的金属冶炼技术比不上小鬼子(别骂我,这是事实,我也不想这样的),所以中国产的日系车,在同样金属用料情况底下,比其他车更"吸能"!现在钢筋比一年前贵了50%到60%(起码建筑钢材是这样),要保持成本不变,只好提高制造技术,减少钢材用料.至于新哈弗(或者叫08款哈弗)大概也是想尽办法在保证一定强度不变的情况下减少用料,又或者保证一定安全系数的情况下,降低强度.大家千万别被老农忽悠了.要提高警惕意识!为了证明我的理论从另一个方面去解释车架改进的问题.哈弗车身本来就很强硬了,这个是得到公认的.那么老农为什么还要花时间花精力去改进车架呢,岂不是吃力不讨好!世间所有的事情都是有缘由的,老农不会无缘无故去乱花钱,改车架,只能是一个外界因素产生了变化,导致另一个内在因素也要变.这样才能形成新的平衡.物价上涨,钢材昂贵.汽车价格整体水平下降,剩下的我就不用说了...........!我们所能期望的是,老农的制造水平真的有切实的提高,外加中国的金属冶炼水平也有很大的提高.愿真主,上帝保佑,我佛以慈悲为怀!!!!!!!!!! 作者: 牧马人-777 时间: 2008-7-21 11:33 [yct36] 作者: ww-w 时间: 2008-7-21 13:15 找到一篇文章，看不懂，那位高人帮忙看看。 汽车钢板材料技术及发展趋势 前言 在汽车中，钢板用量一般占汽车钢材总用量的55~80%。一般汽车中钢、铝、塑料所占比例分别为51?12?10。构成车身的部件大致分为面板部件、结构部件、行走部件及增强部件。这些部件对应不同的用途要求，具有不同的性能。例如，面板部件要求板材具有良好的成型性、强度、延伸性、抗凹陷性、耐腐蚀性等; 结构部件要求板材具有良好的成型性、强度、碰撞能量吸收能力、疲劳耐久性、耐腐蚀性、焊接性;行走部件要求具有良好的成型性、刚性、疲劳耐久性、耐腐蚀性、焊接性;而优良的碰撞能量吸收能力、焊接性对增强部件来说特别重要。 节能、环保、安全是当今世界汽车发展的主题，为此，世界主要汽车大国都积极应对，如美国1993年9月启动的新一代汽车伙伴项目(PNGV)，其目标是在十年内通过提高热效率、降低汽车重量和实现再生等技术战略开发出三倍燃料效率的先进轿车。此外，欧洲和日本也相继制定了自己的环保型汽车发展 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 。 图1车重和油耗之间的关系 在降低油耗、减少排放的诸多措施当中，降低汽车的重量已越来越得到汽车行业的重视，资料表明，车重减轻10%可节省燃油3,7%，图1给出了车重和油耗之间的关系。为了降低汽车的重量，近年来，世界各大汽车厂越来越多地使用铝或塑料等非钢铁材料，并有代替钢铁材料的趋势。这对一直作为汽车首选材料的钢铁构成了严峻的挑战，也使高强度汽车钢板的生产与使用成为一个世界范围内关注的热点问题。 1 国际汽车钢板材料领域发展现状及趋势 1.1 世界范围内各类钢板的产量 根据CRU最新统计，2003年全球成品钢材产量为85475万吨，与2002年相比增加5496万吨，增长6.9%。中国2003年钢材产量为23581万吨，增加4177万吨，增长21.53%，钢材净进口增量为1117万吨。中国钢材产量占全球钢材产量的27.5%，2003年中国钢材产量增加量占全球钢材产量增加量的76%，是中国钢材产量的增长带动了全球钢材产量上升。 2003年全球薄板(主要包括热轧薄板、冷轧薄板和涂镀板，产品规格以CRU为准)产量为33976万吨，比2002年同期增加1960万吨，增长6.1%。中国薄板总产量为4291万吨，比上年增加679万吨，增长18.8%。除中国以外，世界其他地区的薄板产量为29685万吨，比上年增加1281万吨，增长4.5%。2003年中国薄板净进口增量为812万吨，除中国以外的全球薄板表观消费总量上升了469万吨左右，中国薄板表观消费总量增加了1491万吨，比2002年增长29.2%。在中国对薄板的强劲需求下，其他市场的富余资源大部分通过出口进入到中国市场。 1.1.1 热轧薄板(指厚度小于4.75mm的热轧卷板、热轧板、热轧带) 2003年全球热轧薄板产量为16538万吨，比2002年增加1026万吨，增长6.6%，中国热轧薄板产量为2541万吨，增加363万吨，增长16.7%。除中国以外世界其他地区的热轧薄板与去年同期相比增加663万吨，而中国同期净进口热轧薄板增量312万吨，除中国以外世界其他地区的热轧薄板表观消费量增加了351万吨，中国热轧薄板的表观消费量增加了675万吨，中国对热轧薄板的需求旺盛，通过进口吸收了国际其他市场大量的富余资源。 中国强劲的需求抬高了热轧薄板的进口价格，2003年中国进口独联体国家的热轧卷C,F平均价格为316美元/吨，比2002年高66美元/吨;进口非独联体国家的热轧卷C,F平均进口价格为341美元/吨，比2002年高76美元/吨。 1.1.2 冷轧薄板(指冷轧卷板、冷轧板、冷轧带) 2003年全球冷轧薄板产量8589万吨，比2002年增加576万吨，增长7.2%，中国冷轧薄板产量为1557万吨，与2002年相比增加291万吨，增长23%。除中国以外世界其他地区的冷轧薄板与2002年相比增加285万吨，中国2003年净进口冷轧薄板增量262万吨，除中国以外全球冷轧薄板表观消费量上升了23万吨，中国冷轧薄板表观消费量增加553万吨。尽管2003年中国国内冷轧板产量显著增加，但仍不能满足需要，世界新增冷轧卷资源绝大部分流向了中国市场。 2003年中国进口独联体国家的冷轧卷C&F平均价格为416美元/吨，比2002年高96美元/吨;进口非独联体国家的冷轧卷C&F平均进口价格为460美元/吨，比2002年高122美元/吨。2003年美国冷轧卷FOB平均进口价格为426美元/吨，比2002年低45美元/吨;西欧各国的冷轧卷FOB平均价格均略高于2002年。 作者: ww-w 时间: 2008-7-21 13:15 1.1.3 涂镀层钢板(指具有金属涂镀层的卷板、平板和钢带，不包括镀锡产品) 2003年全球涂镀层钢板产量8848万吨，比2002年增加358万吨，增长4.2%，其中美国下降2.5%，欧盟增长0.8%，日本增长6.2%，韩国增长16.9%。中国涂镀层钢板产量为193万吨，比2002年增加25万吨，增长14.9%。除中国以外世界其他地区的涂镀层钢板产量与2002年相比增加333万吨，而中国2003年净进口涂镀层钢板增量为236万吨，所以除中国以外地区的涂镀层钢板表观消费上升97万吨，中国表观消费量增加261万吨。可见，中国对涂镀层钢板需求的增长主要通过进口满足，这说明国内新增涂镀层钢板产能在短期内还不能满足中国需求的增长。2003年中国进口非独联体国家的热镀锌C&F平均价格为531美元/吨，比2002年高127美元/吨;美国热镀锌FOB平均进口价格为437美元/吨，比2002年低41美元/吨;2003年西欧各国的热镀锌FOB平均价格均略高于2002年。 1.2 汽车钢板材料的种类及应用状况 1.2.1 汽车钢板材料的种类 汽车用钢板从生产工艺特点划分为热轧钢板、冷轧钢板和涂镀层钢板;从强度角度可划分为:普通钢板(软钢板)、低合金高强度钢板(HSLA)、普通高强度钢板(高强度IF钢、BH钢、含磷钢和IS钢等)和先进高强度钢板(AHSS)等。在以强度划分的钢板中，前两类钢种目前国内外应用均已趋于成熟;第三类钢种在国际上已批量商业化应用，国内也处于研制、试用(IS钢)和推广应用阶段;第四类钢种在国际上处于研制趋于成熟和推广应用阶段，国内处于研制起步阶段。由于高强度钢板是汽车钢板材料发展的主题之一，因此在高强度钢板中重点介绍第三和第四类钢种，同时对涂镀层钢板进行简要介绍。 1.2.1.1 高强度钢板 1.2.1.1.1 普通高强度钢板 , 高强度IF钢板:使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时，拥有较高的强度，满足复杂形状轿车冲压件性能要求。 , 烘烤硬化钢板(BH钢):钢板冲压成形前具有较低的屈服强度，通过冲压成形后的涂漆烘烤工艺使钢板的屈服强度增加。 , 含磷钢板:利用磷在钢中的固溶强化作用进行强化，可以用来冲制一些形状比较复杂的汽车冲压件。 , 超低碳含磷钢板:该钢具有良好的深冲性、塑性和韧性。 各向同性钢板(IS钢):主要用于汽车外板。, 1.2.1.1.2 先进高强度钢板(AHSS) , 双相(Dual-Phase简称DP)钢:一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且成形要求也较严格的汽车零件，如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等，随着钢种性能和成型技术的进步，DP钢也被用在汽车的内外板等零件上。 , 贝氏体钢板:适合冲压汽车支撑类部件，这类部件较厚且要求翻边性能良好。 , 相变诱导塑性(TransformationInducedPlastic简称TRIP)钢:特别适合要求具有高的胀型情况。 , 复相(ComplexPhase简称CP)钢:具有高的吸收能和好的扩孔性能，特别适合于车门防撞杆、保险杠和B立柱等安全零件。 , 马氏体钢:是目前商业化高强度钢板中强度级别最高的钢种。主要用于成型要求不高的车门防撞杆等零件代替管状零件，减少制造成本。 1.2.1.2 涂镀层钢板 1.2.1.2.1 汽车工业对涂镀层钢板的性能要求 在汽车制造过程中，涂镀层钢板要经过冲压成型、焊接、表面处理、涂漆、烘烤工序，因此汽车工业对涂镀层钢板有如下性能要求: 1)、成型性:基板适合成型的要求，镀层附着力强、抗剥落、抗粉化; 2)、耐蚀性:抗冬季道路撒盐的腐蚀，抗海洋性气候大气腐蚀; 3)、涂漆性:磷化和电泳涂漆性能好; 4)、焊接性:对电极损伤小、焊接参数范围宽; 5)、表面质量:表面平整、镀层厚度均匀; 6)、公差尺寸:板形平整，公差小。 1.2.1.2.2 汽车用涂镀层钢板的主要品种 汽车车体使用的各类镀层板，主要包括热镀锌(热镀纯锌GI，合金化热镀锌GA等)钢板、电镀锌(电镀纯锌、电镀锌镍合金以及合金化电镀锌等)钢板和有机、无机涂镀层钢板等。 1.2.2 汽车钢板材料的应用状况 1.2.2.1 汽车高强度钢板的应用 1.2.2.1.1 高强度钢板在商品化汽车上的应用情况 , 日本的应用情况 20世纪70年代，日本开始在汽车上应用高强度钢板，最早用于车身表面件，然后才用到内部零件和结构件。目前日本悬架结构件和支撑件的强度已达800-1000Mpa。抗拉强度410Mpa的高强度钢板多用于内部件，即将采用590Mpa的内部件。日本NKK公司于1999年开发的440Mpa级高强度钢板，已在新车型上采用，该钢种是通过超细晶粒获得高强度的。川崎制钢公司开发的TS980Mpa级高强度钢板(CHLY980)，是以铁素体为主相的复合组织钢板，目前已应用于挡泥板、冲击梁等要求高冲击安全性的零件。 日本NKK公司开发的热轧780Mpa级双相钢(DP钢)和贝氏体析出强化钢(PH钢)，具有良好的成形性能和抗疲劳性能，光滑试样的疲劳强度分别达到600Mpa和640Mpa。特别适合于制造卡车大梁。 日本川崎制铁公司新开发的440Mpa级涂装烘烤硬化型高强度热轧板，解决了高强度与高成形性相矛盾的问题，所以不仅可以用作汽车外板，还可以用作抗冲击部件和加强件，并可以达到减薄降重的效果，装车使用结果表明，这种钢在提高耐变形载荷方面是有效的，成功地使部件减轻10%以上。 日本新日铁、神户制铁、住友金属等钢厂已为日本汽车工业生产了多种规格的热轧双相钢，用于制造车轮成型性好，可提高构件的疲劳寿命。通用和福特汽车公司用双相钢制造轮辐，除重量减轻11%外，疲劳寿命也达到普碳钢的2倍。 , 韩国的应用情况 韩国浦项钢铁公司已成功批量生产80kg级热轧TRIP钢，再经冷轧后成型性能很好，可以加工成具有复杂形状的汽车部件。 , 欧洲的应用情况 瑞典SSAB公司开发出的DOMEX系列特高强度钢板，铁素体为主要基体，含少量珠光体，晶粒细小(达到13级)，其屈服强度达到600-700Mpa。用于卡车的车尾保险板、纵梁、横梁、发动机悬置支架及轿车的保险杠、车门防撞梁及座椅支架等零件。 德国SALZGITTER开发了I-Steel钢板St250i(屈服强度256Mpa，抗拉强度350Mpa，r=1.1，?r=0.2，n=0.21)。其成形性能优于DDQ级的DC04钢板，成形极限试验显示该材料具有更高的成形潜力。适于制造车门、顶盖等零件。 法国USINOR公司开发的DP450-DP750和TRIP800等系列高强度钢板，具有良好的成型性能，其TRIP800具有良好的吸收冲击能量的能力，特别适合于防撞梁和保险杠等零件。 , 美国的应用情况 高强度钢板的应用比逐年增加，表1为美国汽车应用高强度钢板的变化情况。 表1 美国汽车应用高强度钢板情况 年度 1977 1987 1992 1997 1998 2002 比例(%) 6 13 15 17 18 45 通用汽车公司和福特汽车公司用双相钢制造轮辐，除重量减轻11%外，疲劳寿命也达到普碳钢的2倍。 1.2.2.2 汽车涂镀层钢板的应用 大量应用涂镀层钢板，主要出于车身使用寿命考虑，也是大量应用减薄的高强度钢板、追求汽车轻量化后面临的主要问题之一。 1.2.2.2.1 汽车涂镀层钢板的生产情况 为保证汽车使用10年无锈斑无穿孔，镀锌钢板在汽车车身上的使用在过去20年里大幅度增加。欧洲的镀锌板产量在这期间翻了两番。在发达国家中，涂镀层钢板的产量占薄板的产量从过去的20%上升到32%左右，近年来还有增加的趋势。为了防止汽车车身钢板的腐蚀，20世纪70年代开始采用镀锌薄钢板，德国首次推出全热镀锌薄钢板的车身后，镀锌薄钢板的增长率不断上升。特别是汽车车身，在镀锌板与铝板和塑料德激烈竞争中，促进钢铁厂更积极地发展镀锌板。 表2 日本镀锌板使用情况(百万吨/年) 年份 汽车 电器 建筑 出口 其他 合计 1978 0.47 0.63 0.95 1.45 1.71 5.21 1983 0.79 1.26 0.94 2.37 1.59 6.95 1988 2.68 1.42 1.45 1.89 1.2.19 9.63 1992 3.44 1.11 1.27 2.21 1.82 9.85 由于汽车车身防锈要求的提高，汽车用涂镀层钢板所占比例有逐年提高的趋势，以日本为例，1973年涂镀层钢板的用量仅占汽车板总用量的1%左右，1992年增加到20%，近年呈平稳上升之势。 1.2.2.2.2 国外汽车涂镀层钢板的应用 为了确保轿车有足够的抗腐蚀性能，在2O世纪7O年代末期，开发出各种涂镀层钢板，并开始用于汽车制造。之后涂镀层钢板的使用率不断提高，到20世纪九十年代已经达到汽车用钢板总量的2/3以上。各类涂镀层钢板主要用于制造轿车的外板和内板(见表3)，每车用量最高达580kg，占整车钢板用量的约70%。世界汽车生产国镀锌板的用量见表4。 表3 国外几个主要厂家轿车用镀锌板 厂家 外板 内板及底部零件 日产 电镀Zn-Ni20/20+铬酸盐处理层75mg/m2+有机膜1μm 同外板 丰田 电镀Zn-Fe20/20 合金化热镀Zn45/45 三菱 单面合金化热镀锌0/45 合金化热镀Zn45/45 马自达 电镀Zn-Ni30/30 同外板 奥迪 电镀Zn53/53 热镀Zn70/70 通用 热镀Zn70/70 热镀Zn65/65 表4 世界主要汽车生产国镀锌板用量 国家 1988年 1992年 增幅% 每车用量(kg) 占钢材用量比例% 每车用量(kg) 占钢材用量比例% 美国 325 41 351 45 4 加拿大 556 74 569 76 2 德国 300 50 340 60 10 法国 200 40 385 70 40 意大利 400 62 450 71 9 图2 美国历年汽车用钢板比例 图3 日本汽车镀锌钢板历年的使用情况 图2和图3分别是美国历年汽车用钢板的比例及日本汽车用镀锌钢板的使用情况，从中可明显看出，热轧和镀锌板有上升的趋势，冷轧板则有下降的趋势;而在镀锌钢板中，电镀锌有下降的趋势，热镀锌则显著上升。 福特汽车公司的轿车，车体100%用电镀锌钢板，只有小面包车、载重车的车体有部分用热镀锌板，热镀锌板全部用双面镀锌板，涂层重量约100g/m2(或60/60)，使用100%纯Zn涂层，主要认为纯Zn电镀的板厚度均匀且稳定性好。福特公司经研究没有发现含Ni和Cr作为合金镀锌的好处，同时福特公司也不用合金化镀锌板，除因为其粉化问题不好解决外，还因福特车体涂漆工艺采用的是高压喷涂，不适于合金化镀锌板。但福特公司在欧洲的分公司部分应用Zn-Ni合金电镀锌板。 在北美，主要使用较厚镀层的电镀锌钢板(EG钢板);而日本除了EG钢板外，更多的汽车厂使用的是合金化热镀锌钢板(GA钢板);欧洲汽车制造厂除了使用EG钢板和GA钢板外，主要使用的是非合金化热镀锌钢板(GI钢板)。最近使用GI钢板做内装部件或外装部件的汽车厂家不断增加，GI钢板的需求量正在不断扩大。随着GI板生产技术日趋成熟，应用GI板制造车身外板的汽车公司日益增加，如标致、雷诺、菲亚特和沃尔沃等。开始应用GI板制造车身外板的汽车公司有大众、通用、福特等。车身应用涂镀层钢板比例由70%增加到90%以上，甚至100%。 美国的电镀锌板一般镀层较厚，这一方面是由于美国冬天严寒，路面常撒盐除冰，要求汽车防腐性能高，另一方面，美国的电费便宜，而日本的电镀锌板相对镀层较薄，这与日本的电费昂贵有关。 1.3 汽车钢板材料的技术状况及发展趋势 从现代汽车用板材的发展趋势看，减轻车重、节约能源、利于环境保护成为影响其发展的决定因素。因而，减重并提高安全性的高强度钢板，提高车体寿命和美观的高质量涂镀层钢板，可承受复杂件成型并减少成型工序及成型件数量的超深冲钢板，具有高成型性、表面润滑及耐蚀性、焊接性良好的多功能钢板，强度与成型性皆优的新产品，仍然是汽车板需求、开发方向的主体。钢与铝的竞争不仅在重量上，经济性(性价比)、设计、成型与连接技术等均具有重要的影响。除了技术性能外，钢在成本、实现结构轻量化和有效回收等方面具有优势，在本世纪中仍是汽车生产的首选材料。 随着汽车轻量化材料——高强度钢板应用的不断扩大，必须大力开展对高强度和超高强度钢板的成型控制技术、相关应用技术和质量性能试验评价方法及系统的研究，这是关系到高强度钢板在现代汽车上应用普及的重要环节。与此同时，高强度钢板研究开发及应用的现状与发展也更加迫切要求汽车用高强度钢板的研究开发与成型应用技术的紧密结合，以及汽车的结构设计和选材用材优化的紧密结合，这样才能达到最佳效果。 作者: ww-w 时间: 2008-7-21 13:16 1.3.1 热轧钢板 1.3.1.1 高强度钢板 1.3.1.1.1 焊接部位高疲劳强度钢板 汽车生产厂家从环保和经济的观点出发，在研究车身轻量化时，决定采用高强度钢板以实现零件的薄壁化。 然而，对以汽车扭转部件为代表的电焊部件，因焊缝部位的疲劳强度低而不宜采用高强度钢板，从而阻碍了车辆的轻量化。为此，新日铁名古屋厂着眼于焊接热影响区(HAZ)强度的下降，查明了原高强度钢板疲劳强度下降的原因，开发了复合添加Nb、Mo的焊接部位高疲劳强度钢板。 1.3.1.1.2 耐腐蚀高强度热轧钢板 为使汽车轻量化，钢板减薄，从而对钢板的耐蚀性提出了更高要求。热轧钢板主要用作车轮、底盘等高强度部位材料，特别是吊杆、吊架等部件，这不但要求钢板加工性能好，还要求扩孔性好。日新制钢开发了抗拉强度为370,590MPa的耐孔蚀高强度热轧钢板，化学成分以低C、Mn、超低S为基础，并含有0.09%P、0.25%Cu和0.02%Ti，通过添加P和Cu，可提高钢板的耐蚀性。要提高扩孔性，钢板的化学组成应为低C和超低S，组织上应尽量减少珠光体和硫化物系夹杂，碳化物和硫化物系夹杂物要细小地分布，添加微量Ti可使组织微细化、均匀化。在热轧时，要控制好终轧温度和卷取温度。提高强度的办法是利用Mn和强化有耐孔蚀性作用的P的固溶，利用相转变也可提高钢板强度。此外，热轧条件最佳化、添加微量Ti和金属组织微细化都可提高钢板强度。 1.3.1.1.3 抗冲击性优异的汽车用440MPa级BH热轧钢板 川崎钢铁公司开发出适合用作汽车加强部件的、抗冲击性优异的440MPa级烘烤硬化型高强度热轧钢板(SAPH440BHT)，并用于大发工业公司的汽车生产中。该钢板的主要特点是，解决了高强度与高成型性相矛盾的问题，不仅屈服强度提高，而且实现了原来BH钢板达不到的抗拉强度(加工前440MPa，加工后500MPa)，所以不仅可以用作汽车外板，还可以用作抗冲击部件和加强部件。 1.3.1.1.4 成型性优异的高强及超高强钢板 韩国浦项钢铁公司于2001年3月成功开发出轻量型汽车钢板。该钢板具有比目前所使用的钢板薄、强度高、抗疲劳强度高等特点。其方法是通过向钢中加入Nb，开发出屈服强度可达到800MPa级的热轧TRIP钢。该钢材加工成冷轧板后，成型性能非常好，可以加工成具有复杂形状的汽车部件。在汽车上使用的热轧钢板中，如果使用600MPa级钢板需要厚度为4.0mm，那么使用800MPa级钢板时，其厚度可以减小到3.0mm。日本神户钢铁公司研究开发了适用于驾驶室周围主要结构部件的590MPa以上级别的高强度钢板，并已开发出高延性980MPa级超高强度复合组织冷轧钢板，其延伸率为20%，能承受复杂冲压成型，用于出口车的车门防护杆。车门防护杆是为保护车身被冲撞时驾乘人员的安全而在车门内部安装的安全防护部件。该部件原来采用只能将中间的刚性肋部分进行弯曲成型加工的980MPa级钢板，在与两端的托架部分分割成型后，通过焊接形成一体。采用高延性980MPa级复合组织钢板可将车门防护杆一体成型，由此提高刚性和减轻重量。 1.3.1.2 先进高强度钢板(AHSS) 1.3.1.2.1 DP钢 在国外，日本、美国已用双相钢制造多种汽车零件，日本新日铁、神户制铁、住友金属等钢厂已为日本汽车工业生产了多种规格的热轧双相钢，用双相钢制造的车轮成型性好，可提高构件的疲劳寿命。通用汽车公司和福特汽车公司用双相钢制造轮辐，除重量减轻11%外，疲劳寿命也达到普碳钢的2倍。据新日铁的统计，2000年汽车用DP钢订单比1996年提高了20倍，而且有进一步提高的趋势。 1.3.1.2.2 贝氏体钢板 在热轧高强度汽车钢方面，国外已开发了490,580MPa级高λ值的贝氏体钢来改善扩孔性能。 1.3.1.2.3 TRIP钢 日本是最早对TRIP钢开展研究的国家。早在1987年，新日铁公司就对HSS钢的各钢种性能作了系统的研究，其中包括TRIP钢的整个性能段。由于竞争，日本别的钢铁公司并未沿用新日铁的生产方法，而是另辟蹊径研制出更新型的TRIP钢。目前发表的考伯钢铁公司(KobeSteelUnit)生产的TRIP钢，是一种完全新型的以贝氏体为基体的TRIP钢。据其称该钢有目前最好的强韧性配合。 欧美各国在TRIP钢的研究上做了大量的工作，高校与钢铁公司的优化组合使该钢的研究和产业化进程发展迅速。如比利时鲁汶大学材料系的三个教研室都与钢厂结合，从各自不同的方向:如物理冶金、力学冶金和化学冶金方面做了许多国际上有影响的研究。鲁汶大学材料系与钢厂合作，已生产出含硅仅0.14%的低 硅TRIP钢，该钢有极好的表面质量且已成功地应用于汽车工业。北美学者曾研究过冷轧和热轧过程中各种不同工艺途径(压下量、冷速、等温淬火温度时间)对TRIP钢性能的影响，也研究过微合金含量对组织性能的影响。德国高校曾对TRIP钢的强化机制:如流变行为、应变硬化速率、速率敏感度等做过细致的工作，并且有些研究成果已投入TRIP钢的生产工艺中。欧美各国钢铁公司在生产双相钢方面有成功的经验，针对双相钢强度高，韧性尚不足的缺点。在对生产线不作大改动的前提下，他们探索新工艺途径，使双相钢也具有TRIP性能。他们称这种钢为具有TRIP性能的双相钢，而不简称为TRIP钢，这是欧美材料工作者研究TRIP钢的另一特色。 1.3.2 低成本钢板 1.3.2.1 热轧酸洗涂油钢板(P/O板) 因其表面质量、厚度公差、加工性能较好，已被欧、美、日、韩等地区和国家的企业广泛地应用于汽车行业。汽车零件除车身覆盖件以外，其它采用冷轧板生产的零件几乎都可采用热轧酸洗涂油板替代，这样可降低原材料成本10%左右。目前韩国浦项钢铁公司有两条生产线生产热轧酸洗涂油板，年生产能力达100万吨，钢板的厚度最薄可达1.2mm。 1.3.2.2 超细晶粒高强度钢板 超细晶粒钢(超级钢)是国内外在研制的新一代钢铁材料，是在现有钢化学成分基本不变的情况下，通过微合金化、变形等方式使晶粒超细化，钢的强度提高1倍、疲劳寿命提高近2倍。日本、台湾、美国、欧洲等国家和地区都有超细晶粒钢的专利。 日本物质材料研究机构、中山制钢公司、川崎重工业公司及本田汽车公司等4家公司共同研究采用微细晶粒高强度钢板用作汽车构件。在材料方面，使用中山制钢公司于2001年末率先开发的微细晶粒热轧钢板。加工成汽车用原材料后，利用川崎重工业公司持有的水压成形法技术，旨在应用于汽车构件。本田汽车公司进行破坏性试验，以确定能否应用。目标为3年内达到实际应用。微细晶粒高强度钢板的目标晶粒直径为21um。将晶粒细化得到的高强度钢板用于复杂成形加工的构件。材料研究机构和钢铁制造厂等正进行目标提高强度2倍、寿命2倍钢铁材料的“超级钢铁课题”的研究。薄板最大的需求部门汽车制造厂采用的钢板晶粒直径多为5-10um。中山制钢公司开发的热轧钢板的抗拉强度为500—600MPa。炼钢工序不进行成分调整，采用高压轧制和强冷技术制造2-5um的细晶粒钢板。和传统的热轧钢板相比，铁合金用量减半。川崎重工业公司拥有的液压成形法技术，将钢管成形加工成构件。取代用焊接钢板成形使用的构件，具有轻量化和提高冲击安全性等优点。 1.3.3 成型技术及其它技术的配套应用 1.3.3.1 液压成型技术 把传统上应用板材冲压后焊接的管形零件采用钢管通过液压成型完成，不仅减少了工序，而且避免了焊点存在对整体结构强度的影响。 液压成型技术在ULSAB-AVC中已经成为一个主要的零件制造技术，特别是管状零件。液压成型技术是借助液体压力将管状或板状材料挤压成复杂外型零件的一体成型技术。使用液压成型方式制造的零件，由于成型后的回弹少、精度高，因此可以节省后续所需的加工以及组装费用。同时，由于使用液压成型的加工方法，可将原来需要分割成数个零件组合的部件，改以单一的零件代替，减少了零件组合的工作，同时增加车体的刚性，从而达到减轻重量的最终目标。 1.3.3.2 辊压成型技术 随着高强度钢板强度的逐渐提高和应用量的不断扩大，回弹问题成为实际生产中不可回避的问题，为了合理解决回弹对高强度钢板应用的限制，欧洲等一些发达国家在对强度在700Mpa以上的钢板进行成形时，越来越多地采用了辊压成形技术，最有代表性的是载重车车架的成形。 1.3.3.3 激光拼焊技术 20世纪80年初商业化以来，拼焊板技术经20多年的发展技术逐渐成熟，形成了以激光焊为主的拼焊板技术。激光拼焊板工艺对于汽车的轻量化、减少零件数量、降低成本、缩短汽车开发周期和生产时间、易实现自动化等方面效果显著，因此国内外的汽车制造商已在汽车生产中大量使用激光拼焊板技术，加快了汽 车工业的发展。 传统的汽车车身材料处于以普通薄钢板为主的单一状态，不能适应汽车轻量化要求，随着合成材料的发展，现在出现多种拼焊板材料。目前拼焊的主要材料有钢板、铝合金板、夹层板和镁合金板。钢板中主要有不锈钢、冷轧钢板、高强度钢板、表面镀层钢板、夹层钢板、低合金钢和先进高强度钢AHSS，主要包括双相钢、相变诱发塑性钢、复相钢等。 1.4 冷轧钢板 1.4.1 固溶强化型高强度钢板 汽车外板用高强度钢板的必要条件是高R值和低屈服强度，要求低屈服强度是为了防止冲压时板面变形，经验得知屈服强度必须在240MPA以下。一般情况下，通过添加C、SI、MN、P等可使铁素体基体硬化，但用于深冲钢时主要用P，这是因为P以外的元素和固溶C共存时会降低R值。加P低碳AL镇静钢具有约1.6的高R值，因此得到广泛使用，但由于用作外板时屈服强度要在240MPA以下，因此含P钢的强度等级(在日本用抗拉强度表示)现在控制在340MPA以下。比含P低碳AL镇静钢冲压性能更优的是在IF钢内添加P、MN、SI等固溶强化元素的钢板。这种钢板由于不存在固溶碳和固溶氮，基本上无时效性。固溶碳不存在，容易引起二次加工脆化，为防止这种脆化有时也在钢中加入微量B。 1.4.2 烘烤硬化型(BH)钢板 BH钢板成型时是软态的，涂装烘烤后(相当于170?保温20MIN的热处理)硬化。这种钢板是让适量固溶碳残留在钢中，利用涂装烘烤时的热能将冲压成型时导入的位错用固溶碳固定，从而达到提高屈服强度的目的。BH量根据冲压成型时的变形量而变化，其值在低变形区域内增大，因此BH钢板适用于车门、车盖等加工度比较低的部件。烘烤硬化是利用固溶碳所产生的应变时效的一种强化方法，必须抑制由常温时效引起的材质劣化，确保BH量。为了抑制室温时屈服点延伸的回复，BH量的上限控制在60MPA。这种钢板当初是用低碳AL镇静钢的罩式炉退火法开发出来的，现在主要用成形性优良的极低碳素钢板为基板生产。最近，川崎制铁公司新开发的440MPA级涂装烘烤硬化型高强度热轧板，解决了高强度与高成形性相矛盾的问题，不仅屈服强度上升，而且实现了原来BH钢板达不到的抗拉强度的上升(由加工前的440MPA提高到加工后的500MPA)，所以不仅可用作汽车外板，还可用作抗冲击部件和加强部件。该钢板用作对高成形性有要求的加强部件及抗冲击部件，可使用更薄的钢板，从而减轻了汽车车身重量。还有，原来需焊接的部件可一体化成型，大大提高了作业效率。在实车上的使用结果表明，这种钢在提高耐变形载荷方面是有效的，成功地使部件减轻10%以上。 1.4.3 热处理型强化钢板 目前正在开发的一种钢板是在冲压成型后经过500,700?保温数分钟的热处理，不仅使屈服强度提高，而且抗拉强度也提高约150,250MPa。这种钢板在超低碳IF钢里添加超过1%的Cu，热处理前与390MPa级的IF钢具有同等的成形性，热处理后强度达590MPa。这种钢板的强度大幅度提高是由与铁素体基体共格的数纳米大小的亚稳定相bcc-Cu析出所产生的。将这种钢板在适当的条件下制成冷轧钢板，可形成有利于深冲性的再结晶织构，抗拉强度在590MPa级时，钢板的r值可高达1.9左右。 1.4.4 先进高强度钢板 利用低温转变相的组织强化型钢板，根据构成微观组织的相结构不同，其特性有很大的变化，所得强度在440~1470MPa的较大范围内。 作者: ww-w 时间: 2008-7-21 13:16 1.4.4.1 双相(DP)钢板和贝氏体相钢板 DP钢具有低的屈强比，因此加工时弹性回复量小，也即成形性好。另外，由于比析出强化钢延伸率大，凸肚成形性优良，疲劳耐久性也好，因此可用来制造轮辐等。但是依赖于局部变形能的延伸翻边性稍差，这是由于变形能相差很大的二相界面成了延性破坏的起点。还有，DP冷轧钢板的r值低，这可以认为是由于在晶粒位向上存在着对R值不利的马氏体相，而且塑性变形时在硬质马氏体相周围产生多重滑移导致变形 杂乱所造成的。 以贝氏体为主体的热轧钢板的强度范围在440-880MPa，其特点是扩口性好，这是因为该钢的微观组织均匀。在此基础上，通过适当调整成分和热轧条件，开发了使渗碳体微细化、延伸翻边性得到改善的钢板。这种钢板适用于悬杆等对翻边加工性要求苛刻的部件。 1.4.4.2 TRIP钢板 这是利用TRIP(相变诱发塑性)效应开发的超延性钢板，是一种在贝氏体或铁素体+贝氏体的基体中，残留百分之几到30%左右可通过变形相变为马氏体的亚稳奥氏体的钢板。以前的TRIP是高合金钢，而以薄钢板实用化的钢板是单纯的C-Si-Mn系成分。两相区中合金元素的分配和贝氏体相变中碳向奥氏体内的浓缩，使奥氏体相的稳定化得以实现。TRIP钢板的n值高，凸肚成形性好，深冲性能也优。一般认为钢板的深冲性能由r值控制。尽管TRIP钢由于其织构杂乱导致r值低，但之所以深冲性仍优良，是因为奥氏体在加工中被诱导转变为马氏体的相变功随变形方式而变化。在收缩翻边变形部位的残留奥氏体难以转变为马氏体，从而得以保持低的变形抗力。而在延伸变形部位，因残留奥氏体转变为马氏体而发生硬化，抗断裂能力提高。也就是说，深冲性好的原因是形成了收缩翻边阻力低、抗断强度高的适合深冲变形的应力状态。神户制钢公司通过适当控制铁素体、贝氏体与奥氏体三种组织的体积百分比，开发出具有高延伸凸缘型590MPa级TRIP钢板。 1.4.4.3 超高强度钢板 为满足汽车增强部件的要求，开发了利用贝氏体或回火马氏体的强度级别为980~1470MPa级的超高强度冷轧钢板。保险杆等加强部件主要通过弯曲成型加工而成，必须确保弯曲成形性能。超高强度钢板的弯曲成形性与显微组织的均匀性有很大关系，一般认为弯曲变形时的龟裂是在软质部位和硬质部位的界面或硬质部位内部产生的。另外，也要考虑980MPa超高强度钢板中由于氢引起的延迟破坏。为防止延迟破坏，要控制氢的捕获地点，因此限制碳化物和残留奥氏体量。为提高保险杆加强件的轻量化及其运转操作灵活性，近年来使用980~1180MPa级高强度钢板的成型件。 1.4.5 减振钢板及夹层钢板 减振钢板(CALMA板)是一种具有减振、降噪性能的功能型复合钢板，它是在0.9mm左右的两张钢板中间夹入一层约0.05mm厚的阻尼弹性材料复合而成。这种材料不但具有基板的一切机械性能及表面状态和特征，同时还具有高分子聚合物材料所特有的高阻尼特性，减小零件振动，从而达到降低噪声的效果。 八十年代以来，日本和欧洲等国家由于环境标准的不断提高，各大钢厂相继开发出了汽车、家电等用的减振板。其中汽车用减振钢板除具有减振降噪特性外，还具有优良的成形性、焊接性、耐热性和耐油性等工艺性能和使用性能。目前日本90%以上的载货车和部分轿车在生产中都采用了这种钢板。 日本等国家的汽车厂为达到降噪目的，一般用于车身顶棚以消除轿车在高速行驶时的击鼓效应。同时在油底壳、齿轮罩盖、汽缸罩盖、发罩外板等零件上也采用减振钢板生产。 夹层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2,0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25%,65%。美国钢铁研究所的ToddM.Link研究认为，钢-塑料-钢(SPS)夹层钢板可应用于汽车零件并能够实现显著减重的目的，还可以节约常用的钢板材料，SPS是将钢板表层与聚丙烯芯体相组合而成。与单一钢板相比，密度明显减小，夹层钢板密度可减小35%~46%。该板具有良好的抗弯刚度，零件质量可减小50%-60%。SPS夹层钢板具有汽车板材成形时所需要的足够的成形性，此外，还具有良好的降噪及吸振性能。SPS夹层钢板潜在的应用广泛，它可应用于需消音的各类盖板或壳体，如正时齿轮盖、皮带室罩、气阀室罩、车身底板、车轮罩盖、仪表板骨架和备胎坑等。 1.4.6 拼焊钢板(Tailer-WeldedBlanks-TWB) 拼焊技术是目前世界上最先进的轿车车身制造技术，通过对不同厚度、不同涂层、不同材质的钢板进行激光焊接后冲压成型，不仅可以充分发挥原材料的性能，降低轿车重量，增加轿车的抗冲击防撞性能，还可有效降低轿车10%-15%的生产成本。 拼焊板是20世纪60年代日本本田汽车公司利用边角料做车身内侧板而采用的一项技术。20世纪70年代中期，美国福特汽车公司采用激光焊接技术进行车身钢板的拼焊，但未商业化。20世纪80年初，欧洲沃 尔沃、奔驰、大众等汽车厂首批使用激光焊接的拼焊板制作卡车的前板、底板、加强柱等。第一次在汽车中应用TWB技术是奥迪公司，奥迪公司需要为它的一新型轿车制造一种冲压件，而那时板材供应商不能提供足够大的板材，故只能通过激光焊接将两块板料焊在一起然后再去冲压成形。当时的板料供应商开始认识到这种制造技术具有很大的发展前景，于是开始为其他的汽车公司提供专用的拼焊板。20世纪八十年代中期，随着人们对环保、节省能源、提高驾驶速度和安全性能的要求以及千瓦级连续CO2激光器的出现，为汽车拼焊板的应用开辟了广阔的天地。德国Thyssen钢铁公司成为了欧洲较早大规模采用激光生产拼焊板的钢铁公司。Thyssen公司设计和建造的第一代拼焊板激光焊接生产线是光束移动、工件固定的系统，并于20世纪八十年代末又开发了工件移动、光束不动的第二代拼焊板激光焊系统。20世纪九十年代，美国钢铁协会和国际钢铁协会组织了一项由全球18个国家35家钢铁厂参与的超轻钢车身计划-ULSAB， 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 涉及各种汽车用钢新材料和设计制造技术等，激光拼焊板则是其中的一项主要课题。1988年3月，该组织生产出第一辆样车，在该样车上共采用了16个拼焊板冲压件，与原来车身相比，零件数量减少约20%，而质量却减轻25%。 拼焊板所采用的焊接方法有电阻焊、等离子弧焊、滚压电阻焊、电子束焊、激光焊，其中应用较广的焊接方法有滚压电阻焊(MashSeamWelding，MSW)、电子束焊(ElectronBeamWelding，EBW)、激光焊(LaserBeamWelding，LBW)。 目前拼焊的主要材料有钢板、铝合金板、夹层板和镁合金板。钢板中主要有不锈钢、冷轧钢板、高强度钢板、表面镀层钢板、夹层钢板、低合金钢和先进高强度钢AHSS，主要包括双相钢、相变诱发塑性钢、复相钢等。 拼焊板技术经20多年的发展技术逐渐成熟，现形成以激光焊为主的拼焊板技术。激光拼焊板工艺对于汽车的轻量化、减少零件数量、降低成本、缩短汽车开发周期和生产时间、易实现自动化的效果是显著的，因此国内外的汽车制造商已在汽车生产中大量使用激光拼焊板技术，加快了汽车工业的发展。 在激光拼焊板的生产上，蒂森•克虏伯公司又处于世界领先地位，一共有10条激光拼焊线和6套滚压焊接设备，其拼焊板的产量占欧洲的50%。1998年拼焊板的产量为1500万件，1999年为1750万件，如算上美国和意大利合资厂的产量，2000年蒂森•克虏伯的拼焊板数量将达2700万件。拼焊板，尤其是激光拼焊板多半是高强度钢板，它在汽车上的应用量越来越多。德国的Nothekfer公司从1986年开始生产拼焊板，1987年首次将拼焊的汽车底板应用于奥迪轿车，1988年将其推入美国市场。目前该公司向欧洲各汽车厂，包括奔驰汽车公司、大众汽车公司、菲亚特汽车公司等提供各种规格的拼焊钢板，占有欧洲50%的市场份额。 激光拼焊板被广泛应用于各个汽车公司，2000年用拼焊板共生产了约7000万件，2001年已超过9500万件，增长率达到35%。据统计，全球目前共拥有180套激光拼焊板系统，主要分布在北美(80套)、欧洲(70套)和亚洲(23套)。激光拼焊板已应用于超过15个汽车制造商的50多个车型上的20种不同零件的生产，如门内板、保险杠加强板、纵梁、侧围骨架、地板、行李箱盖、后风窗盖板、前风窗骨架、A拄加强板、B柱和前乙子板等。2003年全球消费量1.25亿件。 采用拼焊板技术可使零件数量减少66%，因此大大减少了模具数量，提高了材料的利用率。日本丰田汽车公司的侧围生产线采用拼焊板后，模具由20副减少到4副，材料利用率由40%增加到65%。过去内门板用0.8mm的钢板冲压而成，为了铰接和安装反光镜的需要，必须焊上加强件。现采用2mm坯板和0.8mm的坯板激光焊在一起，然后一次冲压成形，每扇门重可减少1.35kg。另外，日本本田汽车公司、韩国大宇汽车公司等也在为其豪华轿车生产线提供激光拼焊板。据估计，采用激光拼焊板可使每辆车节省32美元，为汽车制造商创造了极大的利润。 作者: ww-w 时间: 2008-7-21 13:16 1.5 涂镀层钢板 应用涂镀层钢板提高防腐性能，延长车辆使用寿命，是提高汽车可靠性，满足用户需求的需要，也是节省 资源的对策。汽车防腐目标的演变过程如下:1978年采用加拿大标准3-1年(3年不发生穿孔腐蚀，1年不出现外观生锈)，1981年进展到5-1.5年，1983年北欧标准6-3年，八十年代末到九十年代中期，日本和美国汽车公司执行10-5年标准，20世纪九十年代末期到目前，欧洲法规规定为12-8。涂镀层钢板用量迅速增加，日本用于汽车的涂镀层钢板的产量从1985年的150万吨(其中电镀锌70万吨，热镀锌80万吨)增加到1999年的320万吨(其中电镀锌75万吨，热镀锌245万吨)。 涂镀层钢板的种类也发生了很大变化，最初主要为电镀纯锌钢板(EG)及热浸镀锌钢板(GI)，为提高抗腐蚀性，改善焊接性能，降低摩擦系数，开发了合金化热浸镀锌钢板(GA)，并在汽车外板上得到越来越广泛的应用。 1.5.1 日本 在20世纪70年代至八十年代的研究开发中，采用镀锌系钢板，以提高车身的防锈性能，同时开发了对其适用的评价方法，并进行镀层钢板的实际开发和改进。考虑到母材机械特性的选择性和镀层均匀性等原因，当时主要开发电镀锌系钢板。除考虑到防锈性外，还开发了具有良好冲压成形性和焊接性等镀层质量为20-30g/m2的镀Zn-Ni合金钢板和镀Zn-Fe合金钢板，其应用范围迅速扩大。为改善化学处理性和电镀包覆性，还开发了双层电镀锌钢板，即上层镀Fe含量高的镀层，下层镀Zn-Fe合金的双层电镀钢板。这种钢板已实际使用。镀Zn-Ni合金钢板替代纯锌镀层钢板，用于新涂装钢板的基板，现在也用作有机薄膜复合涂覆钢板。 20世纪九十年代以来的10年间，为进一步顺应提高车身防锈性能的要求，开发了Zn镀层质量易增加的热浸镀Zn系钢板。同期开发的超低碳钢(IF钢)采用连续热浸镀锌生产线(CGL)生产机械性能好的合金化热浸镀锌钢板(下称GA)，这也是涂镀层钢板的开发和使用由电镀向热浸镀转变的原因之一。GA镀层质量为40-60g/m2，防锈性、冲压成形性和焊接性好，被用于汽车车身。 到了九十年代，汽车制造商的自主防锈目标是所谓的“10-5”防锈(10年不发生穿孔，5年外观不生锈)，日本国内一般使用涂层厚的GA。就外板而言，为实现外板表面光亮、内面耐蚀这一相对立的目的，往往采用差厚镀(外面:30g/m2，内面60g/m2)。使用根据Zn-Fe合金电镀开发的富铁镀层为上层的双层GA镀钢板，以防止出现电镀包覆时形成电镀凹陷，适用于成形性能要求高的部位。 从九十年代后期开始，为降低汽车制造成本，统一了外板和内板的镀层质量，废除了上层镀富Fe的方法，开发了成本低并能代替其功能的技术。 镀锌钢板的抗腐蚀性能随着镀锌层厚度的增加而增加，但是成形性能和可焊性则随着镀锌层厚度的增加而降低。为了满足汽车工业对镀锌钢板耐蚀性要求的不断提高，国外开发了合金化镀锌板。如日本川崎钢铁公司在千叶工厂在镀锌线上增设一座扩散退火炉，在热浸镀锌后，进行扩散退火，可获得含铁10%左右的Zn-Fe镀层，其耐蚀性和焊接性能比纯锌层好。日本川崎制铁公司开发的电镀Zn-Ni(含10-15%Ni)镀层和日本开发的电镀Zn-Fe(含7-15%Fe)镀层，主要用于汽车制造工业，它们具有比一般的电镀锌钢板更优良的耐蚀性、更好的焊接性和较好涂装附着性能。可以单面、双面、双面差厚等供应汽车制造厂家。电镀Zn-Mn涂镀层钢板的耐蚀性比电镀Zn-Fe涂镀层钢板高出4倍，并具有良好的成形性、焊接性和湿粘性。最近有的研究者将热镀和电镀两种工艺并用，热镀锌打底，再加电镀锌层，获得了具有优良耐蚀性的热镀锌底层和具有良好涂装性的电镀锌表层。为提高电镀锌板的耐蚀性能，通常对表面进行铬酸盐钝化处理，但在湿度较大的使用环境中，钝化膜中的六价Cr易溶于水而流失，从而降低了化学转化膜的“自愈合”作用，并最终减弱了钝化膜的防腐效果。日本开发成功的有机复合涂镀层钢板，其原理是在钝化板上涂有有机薄膜，有机薄膜自身具有一定的耐蚀性(物理防护)，同时还可以将钝化膜与湿气隔离开，保护了六价Cr不过早流失，延长钝化膜的耐蚀寿命，使镀锌板的耐蚀性大幅度提高(见图4)。日本几家大型钢厂有代表性的汽车用有机复合涂镀层钢板，见表5。 图4 各种镀锌钢板的耐盐雾时间 表5 日本汽车用的新型有机复合涂镀层钢板 厂名 品名 锌镍合金层/g.m-2 钝化方式 铬含量/mg.m-2 有机膜 新日铁 1# 30 电解型 50~90 丙烯酸树脂+SD2 NKK EZN-UCII 20~30 涂布型 50 有机硅+SD2+铬酸钡 神户 HI-SUPER-DN 20 涂布型 50 有机硅+SD2+锌粉 川崎 30 涂布型 65 环氧树脂+SD2 住友 2# 30 涂布型 60 环氧树脂 川崎钢铁公司开发出具有优良的冲压成型性、焊接性和表面质量的汽车用热镀锌钢板(GI钢板)。在冲压成型性方面.由于钢板表面粗糙度的最佳化和使用高润滑防锈油.使钢板的滑动性得到改善。在焊接性方面.由于镀层和原板的优化使焊接电极的寿命得到提高为了提高钢板的表面质量，在工艺上采取了优化摩擦条件.防止锌流波痕的产生，采用GI专用涂镀条件.防止麻点产生;控制浸镀后的冷却速度.实现镀层小锌花。这些措施的实施使GI钢板成为优良的适用于汽车外装材料的热镀锌钢板，GI钢板已进行批量生产。 以实现汽车车体轻量化和提高抗冲击性能为目的，日本川崎钢铁公司研制成一种合金化热镀锌钢板。与原钢板相比，在低屈服比下，可实现高达30%的总延伸率。这种钢板用作汽车外板可满足轻量化和抗冲击的要求。 近几年，日本新日铁开发了MZ涂镀层钢板，在EG基础上预磷化，然后处理一层无机膜，由于取消Dura钢板中的铬层，有利于环保。 1.5.2 欧洲 欧洲的汽车车身防锈技术，从传统上看，以局部防锈为主。九十年代后期，德国规定新车使用12年以上就要报废并回收利用。因而，汽车制造商的责任越来越大，也加快了对12年防锈的研究。以前，用厚涂层的电镀Zn钢板(EG)替代冷轧钢板。为降低成本，热浸镀锌钢板(GI)得到了迅速发展。目前，汽车外板还在使用GI。 近年来，以欧洲为中心，开始设计、生产为12年防锈的车辆。其中很多趋向使用增加Zn镀层质量的GI。欧洲以前使用EG作为车身外板，用GI作车身内板，随着Zn镀层质量的增加，在经济上有利的GI也开始应用于车身外板。另外还开发了能在镀锌钢板上层填加金属粉的有机薄膜上进行焊接的涂镀层钢板，这种钢板已被部分汽车制造商采用。此外，还开发了新的电镀锌钢板，这种钢板由上下镀层构成，即下层电镀Zn30g/m2，上层为含有Mg的磷酸盐皮膜，其耐穿孔性比以往的有机薄膜复合涂镀层钢板好，现已实用化。 2 我国汽车钢板材料的现状及发展趋势 2.1 热轧钢板 2.1.1 普通钢板系列 2.1.1.1 SAPH和QStE系列产品 SAPH系列属碳锰钢，特点为屈强比低，成型性好。以SAPH440为例，目前能生产4.5mm厚的SAPH440钢板，而厚4.5,12.0mm板的生产工艺正在进一步完善和批量试制。QStE系列属微合金细晶粒钢，屈服强度较高，屈强比在0.85以上。 SAPH系列的碳锰钢采用固溶强化机理。厚规格产品由于压缩比不够而强度达不到要求，因而限制了产品 的厚度。热轧工艺温度对轧件的组织影响则相对较小，从而固溶强化的效果较稳定，强度波动范围小，性能较均匀，屈强比较低，有利于冷成型加工。 QStE系列采用析出强化机理。大梁板在添加微合金元素的基础上采用控制轧制工艺，使强度显著提高，但由于析出强化效果对热轧工艺条件较敏感，强度波动范围大，尤其是析出强化钢的屈强比普遍较高，冲压成型时回弹大，使成型后的形状稳定性降低，不利于冷成型加工。近年来汽车行业对高强度薄规格产品的需求量有所增加，产品性能的不稳定性开始凸现。但这一规格和级别的钢种通过Nb、V复合强化，性能完全可以满足用户要求。 2.1.1.2 汽车大梁用钢板 热轧汽车用钢板中的代表产品为510MPa的汽车大梁钢板，510MPa级板在客车和载重车上用量最大，因此国内各大钢厂对生产这一级别的汽车大梁钢板相当重视。各大钢厂生产的这一级别产品，性能指标基本相同，但生产工艺各有特点，主要分为Ti钢系列、Nb钢系列、Mn钢系列和09SiV系列。 20世纪50年代鞍钢试制成功16MnL钢板，并先后在中板厂、半连轧厂生产，产品主要用于我国第一汽车(集团)公司生产解放牌汽车纵梁。目前16MnL板仍广泛用于载货汽车的大梁上，但其冲废率高，尺寸精度不理想。以后鞍钢又开发了10TiL含Ti大梁钢板，但含Ti钢性能波动大，给成型带来困难。在此基础上，鞍钢在1780mm热轧机上又开发了A510L板，其成分设计和性能与宝钢的510L板相近。武钢生产的T52L含Ti大梁钢板主要用于东风汽车纵梁。武钢在生产含Ti钢方面具有丰富经验，由于Ti可控制硫化物夹杂的形态及分布，并可改善钢板的焊接性能，因此一旦含Ti钢板的性能波动得到控制，含Ti钢板比含Nb、V钢板更具优势。攀钢利用钒资源丰富的优势，开拓了以钒作为微合金元素在生产汽车大梁钢板上的应用，其产品在东风汽车(集团)公司和第一汽车(集团)公司的使用情况较好。上钢三厂生产的老字号大梁钢板09SiVL一直以具有良好的工艺性能而得到用户的肯定。宝钢B510L板在1993年推出后，以其高的尺寸精度、纯净度、稳定的性能迅速地成为国内大梁钢板市场的龙头。目前，宝钢生产的B510L板，力学性能和工艺性能日臻完善，各项性能指标已达到很高水平。在B510L板的基础上，宝钢又成功开发了低屈强比的B510DL大梁钢板，目前已作为B510L板的升级产品。 2.1.1.3 热轧车轮用钢、桥壳用钢和车轴管用钢 车轮用钢分轮辐和轮辋用钢板，要求钢板具有严格的尺寸公差，高的表面质量，良好的成型、耐疲劳和焊接等性能。宝钢开发了3个级别的专用车轮钢板B330CL、B380CL、B420CL，可根据车型级别制作轮辐和轮辋。目前，产品在第一汽车(集团)、上海汽车集团等公司的各种车型上广泛使用，反映良好。在成分设计上采用碳锰钢，冶炼时严格控制P、S含量，加强纯净度控制，注意表面清理，热轧时采用较高水平的表面质量控制。目前宝钢已按照汽车厂的要求，对车轮用钢采用盒式包装、酸洗涂油的方式供货。随着国外汽车厂在中国合资企业的增多，一些汽车企业专门指定采用相应的国外牌号钢制作车轮，目前像SAPH370、SAPH400、SAPH440、QStE340TM都已用于车轮制作。宝钢试制的桥壳用钢BQK440已纳入标准供货，产品的规格、尺寸精度、表面质量、成型和焊接等各方面性能均能满足桥壳的制造要求。B440QZR、B480QZR汽车车轴管用钢板以其良好的尺寸精度和性能一直受到用户的好评。 2.1.1.4 热轧酸洗涂油钢板 我国的武钢、宝钢也在试生产热轧酸洗涂油板，但表面质量、厚度公差还有差距。目前宝钢已按照汽车厂的要求，对车轮用钢采用盒式包装、酸洗涂油的方式供货。东风汽车公司已开始批量使用热轧酸洗涂油板生产排气管、保险杠等零件，成效显著。 作者: ww-w 时间: 2008-7-21 13:17 2.1.2超细晶粒钢板系列 近年来，国内在超细晶粒钢的开发方面也取得了一些进展:宝钢在传统的2050热连轧机上，利用新的轧制工艺，使普通的SS400钢的屈服强度和抗拉强度分别达到400MPa和470MPa，并具有良好的塑性，最近又在CSP线上成功轧制出屈服强度500MPa、抗拉强度大于600MPa的低C、Mn高强韧钢板;攀钢以 低碳低锰普碳Q235为试验钢，结合攀钢实际生产条件，轧制出310mm×1000mm规格，晶粒尺寸为5,6μm的超细晶粒钢板，屈服强度达到400MPa，在Q215钢成分的基础上研制出的高强度钢板，其屈服强度达到345MPa，抗拉强度达到490MPa;武钢也在Q235钢基础上试轧出屈服强度400MPa级细晶高强度钢板。这些新型细晶化低碳高强度钢板先后在汽车结构件上进行了成型件试制和试用，收到良好的效果。武钢自2002年以来成功生产试制出超细晶355MPa级节能、低成本通过型热连轧钢。已在国内著名汽车制造公司试用。目前正在进一步开发屈服度达500MPa级超细晶钢的先进冶金工艺流程和相关材料工艺，使普通碳素钢的显微组织进一步细化，材料的强度和韧性在幅度提高，从而实现以500MPa级的超细晶钢逐步代替该强度级别的低合金高强度钢的目标，并研制出用途广泛、性能优越的300MPa,500MPa低成本钢种系列。同时新一代超细晶800MPa级节能、低成本、焊接性能优良的低合金钢板的研制也获得了可喜进展。 本钢研制及试生产的高性能超细晶粒带钢，利用碳素钢Q235进行了两轮工业性试验，带钢的组织晶粒细化达4微米以下，屈服强度600兆帕，拉伸强度750兆帕，延伸率25%。这批钢板已用于汽车梁，用户使用后反映良好。 攀钢研制的SP52超细晶粒钢，综合性能达到了510MPa强度级别的低合金钢水平，强度比普碳钢提高80-100MPa左右。在东风汽车公司进行了用户冲压汽车零件的应用试验，钢板成型性能好，冲压零件回弹小，尺寸稳定，冲压零件合格率达100%。 东风汽车公司利用瑞典提供的DOMEX700MC高强度热轧钢板试制了卡车横梁及操纵杆叉等零件，并得出结论，该钢种特别适合于重型车纵梁和横梁的生产 2.1.3 现有品种的拓展和升级 随着我国汽车工业的发展，从汽车车体的轻型化、降低能耗和提高汽车碰撞的安全性考虑，汽车用钢材料将向高强度方向发展。宝钢热轧汽车用钢的产品类型和强度级别及规格基本上能满足国内汽车用户的需要。在车轮钢方面，国外车轮厂已将产品目标瞄准中国市场，米其林、意大利MAGNETTO车轮公司已纷纷要求宝钢为其提供配套车轮钢钢板。 近年来，随着汽车制造工业的飞速发展，也对汽车用钢的强韧性提出了越来越严格的要求。攀钢钢研院研制的P500，首次用于生产出口美国的载重汽车，冲压性能和焊接性能良好，制作零件合格率达100%。 2.1.4 先进高强度钢板(AHSS) 攀钢钢研院研制的采用超低碳贝氏体钢设计思路研发的P590L梁用钢板，在重庆红岩汽车公司等单位使用后取得了较好结果。 TRIP钢的优异性能不仅表现在极好的强韧性，特别是在动态拉伸冲击过程中会进一步强化，并保持较好的韧性，这是别的钢种所不具备的。与国外相比，国内的TRIP钢研究要晚得多，上海大学在开展TRIP钢研究时，大多数研究者所接受的一种成分大致是:碳含量在0.12%左右，锰和硅含量均在1.5%左右。 在国内，先进的高强度钢板的生产和使用相对于国外同样较落后，在热轧先进高强度钢板生产方面，国内宝钢、武钢和鞍钢可生产一些低级别的双相钢，总体而言，先进的高强度钢板目前在国内多处在研发阶段。 2.2 冷轧钢板 以宝钢为例，国内汽车板的生产从钢种角度可划分为四个阶段:第一阶段是以低碳铝镇静钢为基础的普板软钢系列，成品生产工艺以罩式炉为主，代表牌号如St12,St14。第二阶段发展IF钢，具备批量生产St16、St17牌号05板的能力。同时开发了一些镀锌和高强度汽车板，但仍以冷轧普板为主，并开始了用户使用技术研究以进一步提升汽车板的技术含量。第三阶段的标志是1550的连续退火、热镀锌和电镀锌3条生产线相继投产，这一阶段的产品特点是可批量生产镀锌和中低强度的高强度钢板。第四个阶段是发展以TRIP和DP为主的高强度及其镀锌钢板系列，开发热镀锌外板，目前正在进行中，图5显示了这一发展历程。 图5 国内汽车板发展历程(以宝钢为例) 2.2.1 IF钢 IF钢板作为第三代冲压用钢已被广泛应用于汽车工业。IF钢的典型性能特点是无时效和具有良好的深冲性能，其成分和生产工艺特点是超低C和N(40×10-6以下)和大的冷轧压下率等，宝钢的IF钢C和N的控制水平已经达到了国际先进水平(20×10-6)，冲压性能从CQ到SEDDQ均可批量生产。与此同时，IF钢的普板、热镀锌和电镀锌也得到了迅速发展，不但可以生产IF软钢，而且还可生产高强度IF钢。国内宝钢等钢厂从九十年代中期开始开发高强度冷轧钢板，目前已形成系列化的高强度IF钢(以BIF340为代表)。据统计，2001年宝钢的IF钢冶炼量已经突破70万t。 2.2.2 BH钢 烘烤硬化钢板主要用途是汽车的外板，其强度级别(MPa)主要有:180、210、240、270和300。烘烤硬化钢板根据生产工艺的不同，可有多种质量设计的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，如罩式炉方向的超低碳设计和连续退火方向的IF钢设计，在宝钢这两类设计均已产业化。目前国内新一代轿车的外板多采用这一系列的电镀锌烘烤硬化钢板，屈服强度的级别主要是180MPa和220MPa。 2.2.3 IS钢 屈服强度级别为220和260Mpa的电镀锌各向同性钢板已在宝来、高尔夫轿车的门板上试用，即将实现批量生产。 2.2.4 先进高强度钢板(AHSS) 相对于热轧AHSS钢板，冷轧AHSS宝钢差距相对较小，在引进日本NKK的450MPa、600MPa和800MPa的DP钢基础上，宝钢近期又进行了600MPa冷轧TRIP钢和500MPa冷轧DP的开发，宝钢抗拉强度级别为440-800Mpa的DP冷轧板已商品化，但目前国内用户应用较少。 宝钢通过一年多的努力，已经生产出实物性能达到国外同类产品水平的TRIP钢，已成功地在国内某型号轿车上地外顶梁、前纵梁本体上试用，效果良好。 2.2.5 减振钢板 我国从九十年代开始研制减振板，但一直没有形成规模生产。近年来宝钢形成了一条年产2万吨的减振钢板生产线，已经可以批量生产减振板。但国内市场应用量与面不大，还没有形成品种的系列化。 2.2.6 激光拼焊钢板 目前，国内的激光拼焊板需求量也在迅速攀升，一汽生产的Mazda6轿车就有门内板、侧围加强板等13个零件采用激光拼焊板，另外其它合资生产的车型如帕萨特、别克、奥迪、雅阁、POLO等中高档轿车也都采用了激光拼焊板。 与激光拼焊板应用量不断增大的的趋势相适应，国内陆续投产了数条激光拼焊生产线。 2002年10月，国内第一条激光拼焊板生产线——中德合资“武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊有限公司”正式启动投产。首期将在武汉安装3条激光拼焊板生产线，设计生产能力达6万吨，目前已启动的这条生产线具备2万吨的生产能力，可年产激光拼焊板150-200万件。 2004年11月，国内规模最大的激光拼焊板生产线—宝钢阿赛洛激光拼焊公司正式投产，这条生产线将将专门为汽车制造企业生产激光拼焊板，改变目前国内汽车激光拼焊板90%依赖进口的局面。一期 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 主要包括一条落料线和两条拼焊线，将首先供应上海大众、上海通用等生产的帕萨特、POLO、别克车型。公司在未来几年内将形成1000万件激光拼焊板的生产能力，成为我国最大的激光拼焊加工中心。 2004年12月，宝钢集团与一汽集团的首个合资项目——一汽宝友钢材加工配送公司在长春投产，该生产线生产的激光拼焊板完全可以替代进口产品，投产初期年产量可达100万件以上，产品将首先使用在一汽马自达6系列等品牌车型上。 作者: ww-w 时间: 2008-7-21 13:17 2.3 涂镀层钢板 2.3.1 涂镀层钢板的生产现状 中国镀锌板生产与国外相比发展较慢，20世纪70年代后期中国才开始宽带热镀锌生产，即1979年武钢 投产了第一套1700mm连续热镀锌机组，1990年宝钢投产了第二套连续热镀锌机组，1994年广州南方镀锌厂投产了第三套连续热镀锌机组，以后又陆续投产了几套连续热镀锌机组。连续电镀锌机组目前还只有宝钢1990年投产的一套。1997年国内镀锌板产量仅61.8万吨，而中国1997年钢产量已突破1亿吨，镀锌板产量仅占钢产量的0.618%，而国外达到10%以上。中国不仅镀锌板产量少，而且品种单一，规格很少，难以满足汽车工业的要求，1997年进口镀锌钢板近88万吨。1999年供汽车厂的镀锌板数量还不足镀锌板总量的10%，与日本等国的40%以上相距甚远。 2001年，武钢、宝钢和本钢已有3条热镀锌线，年生产能力分别为15、30和20万吨，共65万吨。正在筹建的武钢、宝钢、鞍钢、本钢的新热镀锌线分别年产30、35、30、35万吨，共130万吨。宝钢的1号电镀锌线年产15万吨，在建的2号电镀锌线年产25万吨。如果按目前一汽大众的奥迪车型每辆使用585kg镀锌板，在2005年预计的110万辆轿车中有50万辆是象奥迪车型那样大量使用镀锌板，则所需的轿车用镀锌板为29.25万吨。4大钢铁公司的镀锌板年生产能力是可以满足汽车板数量需求的。关键在镀锌板的性能质量，例如锌层厚度的控制及其均匀性，锌花尺寸形貌，锌层细小均匀的结晶组织，各种高强度和超深冲基板的镀锌工艺控制，镀层粘着力的提高和测试方法，镀层对界面摩擦和冲压成型的影响等，是汽车用镀锌板开发与生产中的重要课题。今后5年汽车厂对镀锌板的需求和钢厂的生产会有显著增加。多年来，国内镀锌板始终处于供不应求状态，自给率不足50%。据统计，据1998年我国共生产镀锌板80.72万吨，而进口量达101.36万吨，自给率仅为45.6%，是我国自给率最低的品种之一。2003年我国镀锌板的国产比例仅为30.34%。2004年1-10月国内镀锌板产量320万吨，消费量为658万吨，供小于求。宝钢1550生产线投产后，汽车镀锌板得到了进一步发展，锌层重量最大可达200g/m2以上。目前宝钢电镀锌产品锌层结构有纯锌产品与锌镍合金产品两种，钢种与普冷产品相同。电镀锌产品后处理方式有磷化、钝化、涂油等多种。品种、锌层结构、锌层重量、后处理方式等覆盖了目前国内车型的需求。宝钢热镀锌产品的锌层结构有纯锌及锌铁合金两种，可以按日本JFS供货，部分满足了目前国内车型的需求。鞍钢投产的年产40万吨的热镀锌汽车用板生产线，将进一步缓解国内汽车镀锌板资源短缺的问题。 宝钢股份、新日铁和阿赛洛这三大世界钢铁巨头共同投资65亿元人民币建一家年产量达170万吨的“世界最先进的汽车板生产厂”。有连续热镀锌生产线2条，以生产和销售高等级汽车用钢板为主，热镀锌钢板设计生产规模为80万吨，预定于2005年5月投产。届时将进一步满足国内高级别轿车对各类镀锌钢板的需求。 目前，全世界的镀锌板生产发展迅速，而从我国镀锌板生产现状看，与先进国家相比存在较多不足，主要表现在:一是我国镀锌板实际生产能力严重不足，大量依赖进口。其中电镀锌产量更少，市场上近90%的电镀锌依赖进口。二是现有生产线产能扩张迅速，但技术落后，竞争主要在低端产品上展开。三是我国的产品以普通镀锌板为主，新型合金镀锌板少，难以进入高端市场。四是产品质量不尽如人意。由于基板质量不理想、机组设备性能问题等原因，有相当数量的镀锌板质量只能满足较低要求。近年来，随着汽车制造业产能的迅速扩展，对镀锌板的需求在数量、质量上提出了较高的要求。比如用于工业的锌铁合金镀层热镀锌板，要求具有涂漆粘着性好，涂漆后耐腐蚀性能好，焊接性能好等特性，但国内的这类产品很少。无锌花、小锌花及光整锌花和经过合金化处理的产品，热镀锌钢板的表面再电镀铁、锌或锌镍的热镀锌产品，高强度、重深冲及超深冲级的热镀锌钢板，都不能满足汽车工业的需求。随着宝钢、鞍钢等企业新建镀锌生产线的投产，这一局面将会得到逐步改变。 2.3.2 涂镀层钢板的应用情况 涂镀层钢板用于汽车车身主要是热镀锌和电镀锌板。为保证汽车使用10年无锈斑无穿孔，电镀锌层厚度通常为2.5~10μm，而热镀锌层大约为7~15μm。 上世纪九十年代一汽生产的Audi100轿车，车身用涂镀层钢板重量比为70%，采用大众公司技术标准，车身外板用电镀锌钢板SECD、SECEN，车身内板用热浸镀锌钢板St05Z、St06Z和St07Z。 现代汽车工业发展已使中国逐步摆脱了与世界先进材料和制造技术脱节的情况，很多轿车车型的上市已与国外新车同步，因此所采用的材料也代表了世界汽车发展的先进水平。如一汽大众生产的奥迪、宝来轿车，门板等外板采用烘烤硬化(或各向同性)电镀锌钢板，内板采用强度为340~500MPa的热镀锌钢板;东风 日产轿车采用电镀锌镍合金外板，采用GI内板;南京菲亚特轿车内外板均采用强度为340~800Mpa的热镀锌钢板;一汽生产的Mazda6轿车除侧围以外的外板均采用无机涂层MZ的BH钢板等。目前国内生产的中高级别轿车全部采用镀锌钢板，并有部分经济型轿车也采用了镀锌钢板，如南京菲亚特的派力奥轿车等。 目前国内钢厂可供汽车行业选择的镀锌板品种主要有:热镀锌、热镀锌合金化、电镀锌和电镀锌镍钢板。这类产品将是今后国内轿车用钢板的主体，目前宝钢已经批量向意大利FIAT公司供货，国内的一些新车型也已经陆续在供货，如强度级别为600-800Mpa的热镀锌板已供上海通用汽车使用，生产加强类结构件。电镀锌600Mpa级钢板已实现商品化。 2.3.3 涂镀层钢板的发展趋势 “七.五”期间，北京钢铁研究总院对中国5个城市2000余辆汽车腐蚀调查表明，国产汽车抗蚀性较差，一般新车运行1年后即出现腐蚀斑点，3~4年即出现腐蚀穿透。造成维修费用很大。随着国内高速公路的发展和城市公路撒盐溶雪情况的增多，以及国家强制性法规或汽车公司内部车身抗腐蚀性标准的出台，将会有越来越多的车型使用涂镀层钢板，以提高车身抗点蚀和抗穿孔性能。从国际上涂镀层钢板的发展趋势看，合金化热镀锌钢板、有机涂层钢板和无机涂层钢板将成为现在和未来汽车工业需求的主流。 3 国家政策应该优先支持发展的汽车汽车钢板材料领域 3.1高强化的先进高强度钢板 高强度钢板作为现代汽车用钢板的发展趋势之一正越来越受到汽车厂和钢铁厂的重视，经过多年的发展，目前汽车行业使用高强度钢板的强度为340,1470MPa，高强度占汽车全部钢板总量的比从1979年的8.2%发展到2000年的30%以上，且有进一步上升的趋势。大量采用“高强度钢板”，是为了满足轿车“减重节能”和碰撞标准要求不断提高的需要。提高汽车的碰撞标准，意味着在更小变形程度的条件下吸收更大的变形能。而为了减轻车体的重量，则要求进一步减薄钢板的厚度。所以，要满足安全标准的提高和减轻车重的目标，对材料性能方面提出的要求就是提高钢材的强度。 尽管我国目前先进高强度钢板系列的钢板市场需求少，随着国内外汽车板接轨步伐的加快，相信在不久的将来，国内汽车用AHSS钢板用量将会大大提高。因此，作为生产汽车板的钢厂，近期应加快开展汽车用先进高强度钢板的研究，可提高国内高强度汽车板的国际竞争力，满足国内外汽车轻量化的需要。 开发AHSS钢板，包括热轧DP钢、热轧TRIP钢、热轧CP钢、热镀锌DP钢和热镀锌TRIP钢等。 开展AHSS钢板的使用技术研究，主要包括镀锌钢板的成形、高强度钢板的高速动态性能、疲劳性能以及焊接性能等，为用户更好地使用奠定技术基础。 性能稳定性的系统控制，相对于一般的高强度而言，AHSS钢板对成分和工艺具有更高的敏感性。 3.2进一步提高耐蚀性，发展镀锌钢板 在汽车用材方面首先向钢材发起挑战的是铝材，铝材除具有轻量化的特点以外，其耐蚀性也是一个优势。所以钢材除了要提高强度、减薄厚度以外，还必须通过表面处理技术不断提高耐蚀性。汽车用材已经从最初的使用裸板，发展到外板要求镀锌，再发展到今天的新型轿车内外板全部采用镀锌板的程度。所以研制前述AHSS新型汽车用钢时，不仅要解决裸板生产技术问题，还要解决镀锌板的生产技术问题。 3.3 钢板表面毛化结构 涂镀层钢板在中、高级轿车上的应用比较多，但技术条件与满足要求还有一定差距，需要在表面粗糙度Ra、单位长度峰值数RPC、波纹度WCa等方面进一步努力，提高质量的稳定性。 3.4发展新的制造技术 汽车板在采用大量高强度和镀锌钢板的同时，一些先进的制造技术也越来越受到重视，主要是激光拼焊技术、液压成型和滚压成型技术等。 作者: ww-w 时间: 2008-7-21 13:17 2.3 涂镀层钢板 2.3.1 涂镀层钢板的生产现状 中国镀锌板生产与国外相比发展较慢，20世纪70年代后期中国才开始宽带热镀锌生产，即1979年武钢投产了第一套1700mm连续热镀锌机组，1990年宝钢投产了第二套连续热镀锌机组，1994年广州南方镀锌厂投产了第三套连续热镀锌机组，以后又陆续投产了几套连续热镀锌机组。连续电镀锌机组目前还只有宝钢1990年投产的一套。1997年国内镀锌板产量仅61.8万吨，而中国1997年钢产量已突破1亿吨，镀锌板产量仅占钢产量的0.618%，而国外达到10%以上。中国不仅镀锌板产量少，而且品种单一，规格很少，难以满足汽车工业的要求，1997年进口镀锌钢板近88万吨。1999年供汽车厂的镀锌板数量还不足镀锌板总量的10%，与日本等国的40%以上相距甚远。 2001年，武钢、宝钢和本钢已有3条热镀锌线，年生产能力分别为15、30和20万吨，共65万吨。正在筹建的武钢、宝钢、鞍钢、本钢的新热镀锌线分别年产30、35、30、35万吨，共130万吨。宝钢的1号电镀锌线年产15万吨，在建的2号电镀锌线年产25万吨。如果按目前一汽大众的奥迪车型每辆使用585kg镀锌板，在2005年预计的110万辆轿车中有50万辆是象奥迪车型那样大量使用镀锌板，则所需的轿车用镀锌板为29.25万吨。4大钢铁公司的镀锌板年生产能力是可以满足汽车板数量需求的。关键在镀锌板的性能质量，例如锌层厚度的控制及其均匀性，锌花尺寸形貌，锌层细小均匀的结晶组织，各种高强度和超深冲基板的镀锌工艺控制，镀层粘着力的提高和测试方法，镀层对界面摩擦和冲压成型的影响等，是汽车用镀锌板开发与生产中的重要课题。今后5年汽车厂对镀锌板的需求和钢厂的生产会有显著增加。多年来，国内镀锌板始终处于供不应求状态，自给率不足50%。据统计，据1998年我国共生产镀锌板80.72万吨，而进口量达101.36万吨，自给率仅为45.6%，是我国自给率最低的品种之一。2003年我国镀锌板的国产比例仅为30.34%。2004年1-10月国内镀锌板产量320万吨，消费量为658万吨，供小于求。宝钢1550生产线投产后，汽车镀锌板得到了进一步发展，锌层重量最大可达200g/m2以上。目前宝钢电镀锌产品锌层结构有纯锌产品与锌镍合金产品两种，钢种与普冷产品相同。电镀锌产品后处理方式有磷化、钝化、涂油等多种。品种、锌层结构、锌层重量、后处理方式等覆盖了目前国内车型的需求。宝钢热镀锌产品的锌层结构有纯锌及锌铁合金两种，可以按日本JFS供货，部分满足了目前国内车型的需求。鞍钢投产的年产40万吨的热镀锌汽车用板生产线，将进一步缓解国内汽车镀锌板资源短缺的问题。 宝钢股份、新日铁和阿赛洛这三大世界钢铁巨头共同投资65亿元人民币建一家年产量达170万吨的“世界最先进的汽车板生产厂”。有连续热镀锌生产线2条，以生产和销售高等级汽车用钢板为主，热镀锌钢板设计生产规模为80万吨，预定于2005年5月投产。届时将进一步满足国内高级别轿车对各类镀锌钢板的需求。 目前，全世界的镀锌板生产发展迅速，而从我国镀锌板生产现状看，与先进国家相比存在较多不足，主要表现在:一是我国镀锌板实际生产能力严重不足，大量依赖进口。其中电镀锌产量更少，市场上近90%的电镀锌依赖进口。二是现有生产线产能扩张迅速，但技术落后，竞争主要在低端产品上展开。三是我国的产品以普通镀锌板为主，新型合金镀锌板少，难以进入高端市场。四是产品质量不尽如人意。由于基板质量不理想、机组设备性能问题等原因，有相当数量的镀锌板质量只能满足较低要求。近年来，随着汽车制造业产能的迅速扩展，对镀锌板的需求在数量、质量上提出了较高的要求。比如用于工业的锌铁合金镀层热镀锌板，要求具有涂漆粘着性好，涂漆后耐腐蚀性能好，焊接性能好等特性，但国内的这类产品很少。无锌花、小锌花及光整锌花和经过合金化处理的产品，热镀锌钢板的表面再电镀铁、锌或锌镍的热镀锌产品，高强度、重深冲及超深冲级的热镀锌钢板，都不能满足汽车工业的需求。随着宝钢、鞍钢等企业新建镀锌生产线的投产，这一局面将会得到逐步改变。 2.3.2 涂镀层钢板的应用情况 涂镀层钢板用于汽车车身主要是热镀锌和电镀锌板。为保证汽车使用10年无锈斑无穿孔，电镀锌层厚度通常为2.5~10μm，而热镀锌层大约为7~15μm。 上世纪九十年代一汽生产的Audi100轿车，车身用涂镀层钢板重量比为70%，采用大众公司技术标准，车身外板用电镀锌钢板SECD、SECEN，车身内板用热浸镀锌钢板St05Z、St06Z和St07Z。 现代汽车工业发展已使中国逐步摆脱了与世界先进材料和制造技术脱节的情况，很多轿车车型的上市已与 国外新车同步，因此所采用的材料也代表了世界汽车发展的先进水平。如一汽大众生产的奥迪、宝来轿车，门板等外板采用烘烤硬化(或各向同性)电镀锌钢板，内板采用强度为340~500MPa的热镀锌钢板;东风日产轿车采用电镀锌镍合金外板，采用GI内板;南京菲亚特轿车内外板均采用强度为340~800Mpa的热镀锌钢板;一汽生产的Mazda6轿车除侧围以外的外板均采用无机涂层MZ的BH钢板等。目前国内生产的中高级别轿车全部采用镀锌钢板，并有部分经济型轿车也采用了镀锌钢板，如南京菲亚特的派力奥轿车等。 目前国内钢厂可供汽车行业选择的镀锌板品种主要有:热镀锌、热镀锌合金化、电镀锌和电镀锌镍钢板。这类产品将是今后国内轿车用钢板的主体，目前宝钢已经批量向意大利FIAT公司供货，国内的一些新车型也已经陆续在供货，如强度级别为600-800Mpa的热镀锌板已供上海通用汽车使用，生产加强类结构件。电镀锌600Mpa级钢板已实现商品化。 2.3.3 涂镀层钢板的发展趋势 “七.五”期间，北京钢铁研究总院对中国5个城市2000余辆汽车腐蚀调查表明，国产汽车抗蚀性较差，一般新车运行1年后即出现腐蚀斑点，3~4年即出现腐蚀穿透。造成维修费用很大。随着国内高速公路的发展和城市公路撒盐溶雪情况的增多，以及国家强制性法规或汽车公司内部车身抗腐蚀性标准的出台，将会有越来越多的车型使用涂镀层钢板，以提高车身抗点蚀和抗穿孔性能。从国际上涂镀层钢板的发展趋势看，合金化热镀锌钢板、有机涂层钢板和无机涂层钢板将成为现在和未来汽车工业需求的主流。 3 国家政策应该优先支持发展的汽车汽车钢板材料领域 3.1高强化的先进高强度钢板 高强度钢板作为现代汽车用钢板的发展趋势之一正越来越受到汽车厂和钢铁厂的重视，经过多年的发展，目前汽车行业使用高强度钢板的强度为340,1470MPa，高强度占汽车全部钢板总量的比从1979年的8.2%发展到2000年的30%以上，且有进一步上升的趋势。大量采用“高强度钢板”，是为了满足轿车“减重节能”和碰撞标准要求不断提高的需要。提高汽车的碰撞标准，意味着在更小变形程度的条件下吸收更大的变形能。而为了减轻车体的重量，则要求进一步减薄钢板的厚度。所以，要满足安全标准的提高和减轻车重的目标，对材料性能方面提出的要求就是提高钢材的强度。 尽管我国目前先进高强度钢板系列的钢板市场需求少，随着国内外汽车板接轨步伐的加快，相信在不久的将来，国内汽车用AHSS钢板用量将会大大提高。因此，作为生产汽车板的钢厂，近期应加快开展汽车用先进高强度钢板的研究，可提高国内高强度汽车板的国际竞争力，满足国内外汽车轻量化的需要。 开发AHSS钢板，包括热轧DP钢、热轧TRIP钢、热轧CP钢、热镀锌DP钢和热镀锌TRIP钢等。 开展AHSS钢板的使用技术研究，主要包括镀锌钢板的成形、高强度钢板的高速动态性能、疲劳性能以及焊接性能等，为用户更好地使用奠定技术基础。 性能稳定性的系统控制，相对于一般的高强度而言，AHSS钢板对成分和工艺具有更高的敏感性。 3.2进一步提高耐蚀性，发展镀锌钢板 在汽车用材方面首先向钢材发起挑战的是铝材，铝材除具有轻量化的特点以外，其耐蚀性也是一个优势。所以钢材除了要提高强度、减薄厚度以外，还必须通过表面处理技术不断提高耐蚀性。汽车用材已经从最初的使用裸板，发展到外板要求镀锌，再发展到今天的新型轿车内外板全部采用镀锌板的程度。所以研制前述AHSS新型汽车用钢时，不仅要解决裸板生产技术问题，还要解决镀锌板的生产技术问题。 3.3 钢板表面毛化结构 涂镀层钢板在中、高级轿车上的应用比较多，但技术条件与满足要求还有一定差距，需要在表面粗糙度Ra、单位长度峰值数RPC、波纹度WCa等方面进一步努力，提高质量的稳定性。 3.4发展新的制造技术 汽车板在采用大量高强度和镀锌钢板的同时，一些先进的制造技术也越来越受到重视，主要是激光拼焊技术、液压成型和滚压成型技术等。 第十三章:干燥 通过本章的学习，应熟练掌握表示湿空气性质的参数，正确应用空气的H–I图确定空气的状态点及其性质参数;熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题;了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算;了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。 二、本章思考题 1、工业上常用的去湿方法有哪几种, 态参数, 11、当湿空气的总压变化时，湿空气H–I图上的各线将如何变化? 在t、H相同的条件下，提高压力对干燥操作是否有利? 为什么? 12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器, 13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料，被除去的水分是结合水还是非结合水,为什么, 14、干燥过程分哪几种阶段,它们有什么特征, 15、什么叫临界含水量和平衡含水量, 16、干燥时间包括几个部分,怎样计算, 17、干燥哪一类物料用部分废气循环,废气的作用是什么, 18、影响干燥操作的主要因素是什么,调节、控制时应注意哪些问题, 三、例题 2o例题13-1:已知湿空气的总压为101.3kN/m ,相对湿度为50%，干球温度为20 C。试用I-H图求解: (a)水蒸汽分压p; (b)湿度,; (c)热焓，; (d)露点t ; d (e)湿球温度tw ; o(f)如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117C，求所需热量,。 解 : 2o由已知条件:,,101.3kN/m，Ψ,50%，t=20 C在I-H图上定出湿空气00 的状态点,点。 (a)水蒸汽分压p 过预热器气所获得的热量为 每小时含500kg干空气的湿空气通过预热所获得的热量为 例题13-2:在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基)，以热空气为干燥介质，初始 -1-1湿度H为0.009kg水•kg绝干气，离开干燥器时湿度H为0.039kg水•kg绝干12气，假定干燥过程中无物料损失，试求: -1(1) 水分蒸发是q (kg水•h); m,W -1(2) 空气消耗q(kg绝干气•h); m,L -1原湿空气消耗量q(kg原空气•h); m,L’ -1(3)干燥产品量q(kg•h)。 m,G2解: q=1000kg/h, w=40?, w=5% mG112H=0.009, H=0.039 12 q=q(1-w)=1000(1-0.4)=600kg/h mGCmG11 x=0.4/0.6=0.67, x=5/95=0.053 12?q=q(x-x)=600(0.67-0.053)=368.6kg/h mwmGC12 ?q(H-H)=q mL21mw q368.6mw q,,,12286.7mLH,H0.039,0.00921 q=q(1+H)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/h mL’mL1 ?q=q(1-w) mGCmG22 q600mGC?q,,,631.6kg/h mG21,w1,0.052