薄板的材料标准及其主要用途.pdf
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1、薄板的材料标准及其主要用途薄板的材料标准及其主要用途 主要内容主要内容 汽车钢的分类汽车钢的分类及及主要用途主要用途 汽车板认证流程汽车板认证流程 汽车板相关标准汽车板相关标准 典型车型用钢情况典型车型用钢情况 汽车板主要用途及特点汽车板主要用途及特点 汽车板品种分类及特点汽车板品种分类及特点 1.引引 言言 国内汽车产量与镀锌汽车板需求量情况国内汽车产量与镀锌汽车板需求量情况 Mild steel 57% Rephos 16% HSLA 21% DP 4% BH 2% Ford C-Max Mild steel 78% Rp 220-300 18% Rp 300-400 2% Rp 400-
2、500 2% Lada 2116 2 典型典型车型用钢概况车型用钢概况90年代年代 Mild steel 48% BH 10% HSLA 35% DP 7% Skoda Roomster Mild steel 41% Rp 180-300 37% Rp 300-500 12% Rp 500 10% Fiat Panda 2 典型典型车型用钢概况车型用钢概况A0级车级车 Mild steel 33% BH & Rephos 7% HSLA 42% FB 2% DP, TRIP 16% Fiat Grande Punto Mild steel 32% BH 18% HSLA 34% DP,
3、 TRIP 11% PH 4% Alu 1% Opel Corsa 2 典型典型车型用钢概况车型用钢概况A级车级车 Mild steel 30% 35% 25% 10% UHSS EHSS HSS Mild steel 40% Rp 180-280 22% Rp 280-380 14% DP steel 18% PHS 6% Volvo V70 Ford Mondeo 2 典型典型车型用钢概况车型用钢概况全尺寸家庭车全尺寸家庭车 Mild steel 29% Rm 370-390 14% Rm 440 24% Rm 590 23% Rm 780 2% Rm 980 6% PHS 2% Mild
4、 steel 51% Rm 340 3% Rm 440 4% Rm 590 42% Nissan Qashqai Honda Accord 2 典型典型车型用钢概况车型用钢概况日日系车系车 Mild steel 26% H240-400 53% AHSS 500-700 12% BAS100 3% PHS 6% Mild steel 32% Rp 180-240 7% Rp 260-300 23% Rp 320-400 20% Rp 450 7% PHS 11% Mercedes C-class Audi A5 2 典型典型车型用钢概况车型用钢概况C C级车级车 2 典型典型车型用钢概况车型用
5、钢概况 现代汽车板的发展趋势现代汽车板的发展趋势 安全性安全性 经济耗油性经济耗油性 抗凹陷性抗凹陷性 舒适性舒适性 环境适应性环境适应性 抗腐蚀性抗腐蚀性 表面美观性表面美观性 成本价格成本价格 汽车减重节能、轻量化汽车减重节能、轻量化 提高碰撞标准提高碰撞标准 汽车工业防腐标准提高汽车工业防腐标准提高 高强化方向发展高强化方向发展 采用激光拼焊采用激光拼焊 镀层方向发展镀层方向发展 提示:汽车要求提示:汽车要求 采取措施采取措施 汽车钢板方向汽车钢板方向 2 典型典型车型用钢概况车型用钢概况 实现轻量化的途径 轻量化设计 轻量化材料 低密度轻质材料,如铝合金、镁合金、钛合金、塑料和复合材料
6、等,主要用于发动机缸体、方向盘骨架等非结构件。 高强度材料来降低钢板厚板 外覆盖件,如四门两盖 白车身 悬挂件,如发动机支架,副车架等零部件 轻量化制造 高强度钢的制造技术 激光拼焊板技术 液压成形技术 高强度钢热成形技术 轻型材料镁铝合金的制造技术 挤压成形技术 低压铸造技术 半固态成形技术 高强度钢是汽车上最主要高强度钢是汽车上最主要的轻量化材料,的轻量化材料, 是汽车轻量化后保证碰撞是汽车轻量化后保证碰撞安全性的最主要材料,安全性的最主要材料, 高强度钢的用量直接决定高强度钢的用量直接决定着汽车轻量化的水平。着汽车轻量化的水平。 按生产方式分类按生产方式分类 热轧 汽车钢板 普通 热轧钢
7、板 热轧酸洗 涂油钢板 热轧基板 热镀锌板 冷轧 汽车钢板 普冷 汽车钢板 热镀锌 汽车钢板 电镀锌 汽车钢板 特殊汽车钢板:减震板特殊汽车钢板:减震板 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 高强高强 冷轧冷轧 热镀热镀 电镀电镀 普板普板 GI Zn 软钢软钢 (LC) 软钢软钢 (LC) 普板普板 汽车板汽车板 软钢软钢 (CQDQ) HSLA 镀锌镀锌 热轧热轧 热镀热镀 软钢软钢 DP B/M TRIP B/M CP AHSS AHSS IS TRIP DP B/M CP TRIP DP AHSS TRIP DP AHSS TRIP B/M IS BH BH 后处理后处理
8、DP GA Zn-Ni 高强高强 HSLA BH -BH 含含P板板 含含P板板 AHSS 软钢软钢 (CQSEDDQ) -BH LC BH -BH IFIF 高强高强 含含P板板 -BH LC BH -BH IF 高强高强 高强高强 HSLA BH -BH 含含P板板 HSLA 高强高强 HSLA 软钢软钢 (IF) LC BH -BH IF 软钢软钢 (IF) 软钢软钢 (IF) 软钢软钢 (LC) 酸洗酸洗 高强高强 HSLA 酸洗酸洗 500500 780780 590590 780780 590590 600600 600600 SPSP- -781781- -590590 5905
9、90 220220 260260 600600 220220 220220 260260 180180 800800 800800 10001000 镀锌镀锌 热轧热轧 冷轧冷轧 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 内板内板 外板外板 结构件结构件 按钢种方式分类按钢种方式分类 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 按用途分类按用途分类-覆盖件覆盖件(Closure) 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 外覆盖件的特点外覆盖件的特点 外覆盖件包括顶盖、发动机盖外板、行李箱盖外板、车门外板、翼子板、前围、侧
10、围、后围外覆盖件包括顶盖、发动机盖外板、行李箱盖外板、车门外板、翼子板、前围、侧围、后围等暴露部分,及挡泥板、轮罩外板等。它们一个最主要的共同点是表面质量要求高,且具有等暴露部分,及挡泥板、轮罩外板等。它们一个最主要的共同点是表面质量要求高,且具有抗腐蚀性,故首选涂镀层钢板;此外,在满足强度和刚度的前提下,尽量选厚度小的材料抗腐蚀性,故首选涂镀层钢板;此外,在满足强度和刚度的前提下,尽量选厚度小的材料(0.61mm),以降低车重。此类件可划分如下:),以降低车重。此类件可划分如下: 发动机盖、车门、行李箱盖发动机盖、车门、行李箱盖等外板多为薄板成形,刚度很小,但实际应用中又要求此类等外板多为薄
11、板成形,刚度很小,但实际应用中又要求此类件既要有较高的强度,又要有好的成形性。一般会选用件既要有较高的强度,又要有好的成形性。一般会选用BH钢板,并在反面加内衬板,以钢板,并在反面加内衬板,以提高整体刚度。在材料的性能参数上,对抗拉强度要求高(提高整体刚度。在材料的性能参数上,对抗拉强度要求高(300MPa),在变形均匀化),在变形均匀化的能力上要求的能力上要求n0.21即可。另外,一般屈强比即可。另外,一般屈强比0.61,塑性应变比,塑性应变比r1.3,34 顶盖顶盖主要是横向受力,并且有顶盖的骨架支撑,抗拉强度低(主要是横向受力,并且有顶盖的骨架支撑,抗拉强度低(270MPa),但对变形均
12、),但对变形均匀要求相对高(匀要求相对高(n0.23),同时因具有深拉特性,对塑性应变比和延伸率要求也很高),同时因具有深拉特性,对塑性应变比和延伸率要求也很高( r1.8,36),一般会选择),一般会选择IF等深冲类钢板。等深冲类钢板。 翼子板翼子板是成形性要求较高的部件,它既要有高的强度,又要有高的塑性应变比是成形性要求较高的部件,它既要有高的强度,又要有高的塑性应变比(r 2.0, 43),和延伸率以保证其良好的成形性,因此在参数要求上综合上述两种部件的高),和延伸率以保证其良好的成形性,因此在参数要求上综合上述两种部件的高要求要求 后围后围等围板类部件,在具有良好的成形性(等围板类部件
13、,在具有良好的成形性(r1.8,42,n0.24,屈强比,屈强比0.59)的)的同时,对强度要求略有降低(同时,对强度要求略有降低( 270MPa ) 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 内覆盖件的特点内覆盖件的特点 内覆盖件的变形更加复杂,深拉延成形所占比例较多,因此内覆盖件的变形更加复杂,深拉延成形所占比例较多,因此对塑性应变比和延伸率要求高(对塑性应变比和延伸率要求高(r1.8, 42,屈强比,屈强比0.59),由于变形大,对变形均匀性也要求较高),由于变形大,对变形均匀性也要求较高(n0.24)。内覆盖件的厚度一般在)。内覆盖件的厚度一般在0.81.2mm,一些件,一些件
14、也有抗腐蚀要求。其中:也有抗腐蚀要求。其中: 发动机盖、行李箱盖、车门等内板发动机盖、行李箱盖、车门等内板在强度上稍低在强度上稍低(270MPa),但结构复杂;),但结构复杂;r值要高,要选值要高,要选IF钢等超深钢等超深冲钢;同时,由于会与外界直接接触,在抗蚀性上也有冲钢;同时,由于会与外界直接接触,在抗蚀性上也有要求。要求。 围板的内板围板的内板一般用一般用IF钢等深冲钢即可。前围板由于功能要钢等深冲钢即可。前围板由于功能要求,要冲很多凸台、凹槽、加强筋、通孔等,因此更要求,要冲很多凸台、凹槽、加强筋、通孔等,因此更要具有良好的机械性能。具有良好的机械性能。 地板类地板类冲压件承重较大,尤
15、其中、后底板变形复杂,所冲压件承重较大,尤其中、后底板变形复杂,所以在强度和塑性应变比值提出了更高的要求(以在强度和塑性应变比值提出了更高的要求(300MPa,r1.5),多选用高强度),多选用高强度IF钢。钢。 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 重量:重量:230380Kg Function: Long crush lengths Long duration of crash pulse Crush zone 按用途分类按用途分类-白车身(白车身(BIW) 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 安全件加强板的特点安
16、全件加强板的特点 TRIP 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 DDQ IF DDQ ELC Solid Solution Strengthened C-Mn Nb-HSLA Bainitic, Martensitic Steels HR TRIP CR TRIP HR DP Elongation A80, % Tensile Strength, MPa Anti-Intrusion Q&T C-Mn-B Heat Treatable Steels Q&P Source:De Cooman 2
17、 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 车身骨架的特点车身骨架的特点 骨架之间在车身上起支撑作用,如支柱、门窗框以及各种纵、横梁骨架之间在车身上起支撑作用,如支柱、门窗框以及各种纵、横梁等,一般可分为:等,一般可分为: 功能件功能件,如门柱、窗柱、门框上横梁等。此类件属承载件,要求,如门柱、窗柱、门框上横梁等。此类件属承载件,要求有足够的强度和刚度。其中门柱、窗柱内板等件的抗拉强度最高有足够的强度和刚度。其中门柱、窗柱内板等件的抗拉强度最高要求可达要求可达600MPa,需要选用,需要选用DP、TRIP等高强度钢板;门柱内等高强度钢板;门
18、柱内板强度至少也要达到板强度至少也要达到300MPa。其他参数要求大致为。其他参数要求大致为n0.24,r1.4,45。 加强件加强件,如各种加强梁,应是整个车身部件中刚度和强度最大的,如各种加强梁,应是整个车身部件中刚度和强度最大的部件,抗拉强度范围要在部件,抗拉强度范围要在270400MPa,尤其是前边梁、后纵梁、,尤其是前边梁、后纵梁、后地板第二纵梁等承重大的部件,还要在厚度上加强,厚度至少后地板第二纵梁等承重大的部件,还要在厚度上加强,厚度至少要大于要大于1mm。轿车整体要求重心低,为上下车方便,局部车门。轿车整体要求重心低,为上下车方便,局部车门处也要低些,所以纵梁不是平直的,局部有
19、较大弯曲,因而要求处也要低些,所以纵梁不是平直的,局部有较大弯曲,因而要求屈强比低于屈强比低于0.55。对于顶盖边梁等件,没有抗蚀性要求;而对于。对于顶盖边梁等件,没有抗蚀性要求;而对于车身下体暴露的各梁件,需要选择镀层钢板。车身下体暴露的各梁件,需要选择镀层钢板。 结构件结构件,为安装附件而设置的非承载件,如顶盖上为安装顶窗而,为安装附件而设置的非承载件,如顶盖上为安装顶窗而设置的框架等。此类件对强度要求低于上两类(设置的框架等。此类件对强度要求低于上两类(340MPa)。)。 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 加强板的特点加强板的特点 加强板主要有三种功能:在一些受加强板主
20、要有三种功能:在一些受到局部载荷作用的制作上,增加加到局部载荷作用的制作上,增加加强板可分担部分载荷,提高该部位强板可分担部分载荷,提高该部位的刚度;采用具有吸振功能的钢板的刚度;采用具有吸振功能的钢板做加强板,可起到减振作用,还有做加强板,可起到减振作用,还有一些加强板同时是结构件。其中,一些加强板同时是结构件。其中,一般需要耐腐蚀件,如车门外板、一般需要耐腐蚀件,如车门外板、挡泥板、下边梁等就有同样的抗蚀挡泥板、下边梁等就有同样的抗蚀要求。部件如果对强度要求高,如要求。部件如果对强度要求高,如下边梁、门柱等,则其加强板的强下边梁、门柱等,则其加强板的强度也会随之提高(度也会随之提高(270
21、450MPa)。)。加强板的成形性要求相对降低,一加强板的成形性要求相对降低,一般般n0.21,r1.3,34,屈强,屈强比小于比小于0.66即可。即可。 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 按用途分类按用途分类-悬挂件悬挂件(suspension) 2 汽车板的主要分类及特点汽车板的主要分类及特点 强度级别:强度级别: TS500800MPa 厚度:厚度:1.2mm3mm 钢种:热轧为主钢种:热轧为主 DP(600800) SF(540800) AHSS DP外板外板 TWIP/L-IP CSP UHSS 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 Type Grade
22、Kind TS (MPa) 270 340 370 390 440 490 540 590 780 CR Mild CQ SEDDQ HSS HSLA P-added HSSIF BH IS DP TRIP Boron Martensitic HDG Mild CQ SEDDQ HSS HSLA P-added HSSIF BH DP CP TRIP Commercial Production: CRA GI GA Under Development: 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 首钢汽车板品种现状首钢汽车板品种现状 C-Mn钢、钢、IF-HSS、P强化钢强化钢 采用添加
23、合金元素,通过固溶强化获得钢板强度。采用添加合金元素,通过固溶强化获得钢板强度。 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 高强钢汽车板冶金工艺高强钢汽车板冶金工艺 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 Bake Hardening,烘烤硬化钢,烘烤硬化钢 BH钢通过烘烤硬化作用,提高钢板抗凹性,钢通过烘烤硬化作用,提高钢板抗凹性, 主要应用车身外板主要应用车身外板(180/220),结构件(结构件(260/300) 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 BH钢烘烤硬化值测试方法钢烘烤硬化值测试方法 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 051015
24、20253035404500.20.40.60.811.2P,kgd,mmDC03 t=1.0mmCR180BH t=0.9mm超低碳高强度烘烤硬化钢板抗凹性超低碳高强度烘烤硬化钢板抗凹性 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 Isotropy,各向同性钢,各向同性钢 r=(r0+r90-2r45)/2:一般在:一般在r趋近于趋近于0时,钢板的成形性时,钢板的成形性较好,并且壁厚减薄均匀,没有制耳。各向同性钢板可以较好,并且壁厚减薄均匀,没有制耳。各向同性钢板可以控制控制r在在0.20.2之间,对成形性十分有利。之间,对成形性十分有利。 IS组织特点:铁素体组织特点:铁素体 IS钢
25、种类:冷轧和电镀锌:钢种类:冷轧和电镀锌:220、250、260、300MPa/YS 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 HSLA (High Strength Low Alloy),析出强化钢,析出强化钢 3 汽车板品种的分类及特点汽车板品种的分类及特点 成分及组织特点成分及组织特点 成分:成分:CMn+Ti(Nb) 组织:铁素体少量碳化物组织:铁素体少量碳化物,细晶粒细晶粒 性能特点:性能特点: 高屈强比(高屈强比(0.85) 利用微合金元素细化晶粒和弥散强化,得到高强度和良利用微合金元素细化晶粒和弥散强化,得到高强度和良好的焊接性能好的焊接性能 3 汽车板品种的分类及特点汽
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