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目前高強(qiáng)鋼仍是汽車用金屬材料的首選，也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的輕量化方案。汽車用鋼有多種分類方法，目前國(guó)內(nèi)國(guó)外還未有一個(gè)統(tǒng)一界定，今天我們就把幾種被多數(shù)人公認(rèn)并使用的高強(qiáng)鋼分類方法做個(gè)簡(jiǎn)單介紹。 按強(qiáng)度 國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)將高強(qiáng)鋼分為傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼HSS（Conventional High Strength Steel）和先進(jìn)高強(qiáng)鋼AHSS（Advanced High Strength Steel）。如圖1所示。 傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼HSS主要包括碳錳鋼(C -Mn)、烘烤硬化鋼(BH)、高強(qiáng)度無(wú)間隙原子鋼(HSS -IF)和高強(qiáng)度低合金鋼(HSLA)；先進(jìn)高強(qiáng)鋼AHSS 主要包括雙相鋼(DP)、相變誘導(dǎo)塑性鋼(TRIP)、馬氏體鋼(M)、復(fù)相鋼(CP)、熱成形鋼(HF)和孿晶誘導(dǎo)塑性鋼(TWIP)。 圖1 國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)的鋼種分類 汽車選材一般按強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行選擇，在這種分類中，高強(qiáng)鋼HSS的屈服強(qiáng)度為210~550MPa，抗拉強(qiáng)度為270~700Mpa，超高強(qiáng)鋼UHSS的屈服強(qiáng)度在550MPa以上，抗拉強(qiáng)度在700MPa以上。很多鋼種可跨兩個(gè)或多個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。按照強(qiáng)度劃分的高強(qiáng)鋼分類如圖2所示。 圖2 按強(qiáng)度分類 高強(qiáng)鋼-汽車工業(yè)的支柱視頻：
按組織 歐洲車身會(huì)議（ECB大會(huì)）對(duì)汽車用鋼板的分類是按照冶金學(xué)的組織類型來(lái)分類的，將鋼種分為傳統(tǒng)軟鋼、高強(qiáng)度鋼、先進(jìn)高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼等。如圖3所示。 圖3 ECB分類 下圖為奧迪Q7的ECB鋼種benchmark數(shù)據(jù)。 圖4 ECB2015奧迪Q7鋼種 按歷程 汽車用鋼已經(jīng)歷了多年的發(fā)展，首先是具有較低強(qiáng)塑積的第一代汽車鋼，以及高強(qiáng)高塑性的第二代鋼。目前正在開發(fā)低成本、高強(qiáng)高塑的第三代汽車用鋼。汽車用鋼按發(fā)展歷程分類如圖5所示。 強(qiáng)塑積（Pa%）=抗拉強(qiáng)度X延伸率。如熱成形鋼的強(qiáng)塑積約為1500MPa(抗拉強(qiáng)度)X5%（延伸率）=7500MPa%即7.5Gpa；某TWIP鋼的強(qiáng)塑積為1000MPa(抗拉強(qiáng)度)X60%（延伸率）=60000MPa%即60GPa。 圖5 按發(fā)展歷程分類 圖6為汽車用鋼發(fā)展歷程示意圖。請(qǐng)注意，圖中的以抗拉強(qiáng)度的分類與本文的強(qiáng)度分類不同。 圖6 汽車用鋼發(fā)展歷程示意
鋼鐵世界
圖7 ULASB鋼制車身 Steel in the 21st Century： 鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程視頻：
汽車車身采用高強(qiáng)鋼HSS的多少將直接影響汽車碰撞的星級(jí)；提升安全性能，必然要采用高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼。當(dāng)然，這是鋼鐵企業(yè)通常的廣告語(yǔ)，我們只是看看。
圖8 高強(qiáng)鋼使用量與碰撞星級(jí)
總結(jié) 目前主要有以上幾種使用較多的高強(qiáng)鋼分類方法，其實(shí)各種分類方法也是有一定聯(lián)系與區(qū)別的。目前，就強(qiáng)度分類來(lái)說(shuō)，有車企用屈服強(qiáng)度，有車企用抗拉強(qiáng)度。作者認(rèn)為按屈服強(qiáng)度的大小來(lái)劃分是比較合理的，畢竟屈服之后我們就很難保證性能了。 而ECB大會(huì)的高強(qiáng)鋼分類是按冶金學(xué)特點(diǎn)來(lái)劃分的，這必然導(dǎo)致有一些強(qiáng)度較低的如IF鋼、BH鋼劃分為高強(qiáng)鋼，這樣，以這種計(jì)算方法得到的高強(qiáng)板比例就會(huì)高于國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)的結(jié)果。  |
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