汽车板简介课件.ppt

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1、冷轧汽车板简介冷轧汽车板简介主 要 内 容1.1.现代汽车用冷轧薄板简介现代汽车用冷轧薄板简介 2.2.本钢汽车板相关情况介绍本钢汽车板相关情况介绍 3.3.板材成形性能板材成形性能1.1.现代汽车用冷轧薄板简介现代汽车用冷轧薄板简介在发达国家中，汽车工业始终是国民经济的支柱产业。在发达国家中，汽车工业始终是国民经济的支柱产业。汽车问世以来的几十年间，许多工业部门都作为支柱产业存汽车问世以来的几十年间，许多工业部门都作为支柱产业存在过，如纺织、建筑、钢铁，以及现在的信息产业和航空航在过，如纺织、建筑、钢铁，以及现在的信息产业和航空航天工业，但只有汽车工业历经几十年长盛不衰，一直保持着天工业，但

2、只有汽车工业历经几十年长盛不衰，一直保持着支柱的地位，足以见得其对一个国家的重要性。随着我国改支柱的地位，足以见得其对一个国家的重要性。随着我国改革的深入和经济的发展，近几年来汽车工业在国民经济中的革的深入和经济的发展，近几年来汽车工业在国民经济中的地位越来越重要。大力发展汽车工业已成为国家经济发展的地位越来越重要。大力发展汽车工业已成为国家经济发展的重要一环。汽车工业的发展将带动一系列的工业部门共同发重要一环。汽车工业的发展将带动一系列的工业部门共同发展和进步。这一进步不仅包括产量的扩大，而且包括质量的展和进步。这一进步不仅包括产量的扩大，而且包括质量的提高、技术的更新和进步、设备的改造、管

3、理水平的提高等提高、技术的更新和进步、设备的改造、管理水平的提高等一系列的变革。一系列的变革。汽车用金属材料中钢铁约占汽车用金属材料中钢铁约占70%，而钢铁中用量最大的，而钢铁中用量最大的是薄钢板，一辆轿车使用的薄钢板为是薄钢板，一辆轿车使用的薄钢板为600700kg，薄钢板，薄钢板的零件为的零件为500600件，其中以冷轧薄板的用量最大（国际件，其中以冷轧薄板的用量最大（国际上有镀层汽车板替代冷轧汽车板的趋势）。统计表明，通常上有镀层汽车板替代冷轧汽车板的趋势）。统计表明，通常在汽车的钢材消耗中冷轧板约占在汽车的钢材消耗中冷轧板约占40%，各种涂镀层板占，各种涂镀层板占20%（在发达国家中此

4、比例较高），热轧板占（在发达国家中此比例较高），热轧板占20%。在发达。在发达国家生产的冷轧薄板中，约国家生产的冷轧薄板中，约50%是供应汽车行业。是供应汽车行业。在冷轧薄在冷轧薄板中，汽车用板带的宽度最宽、品种范围最广、表面质量及板中，汽车用板带的宽度最宽、品种范围最广、表面质量及板带精度要求最严格、成型性指标最高，因此汽车板的生产板带精度要求最严格、成型性指标最高，因此汽车板的生产技术也就代表了冷轧带钢的最高水平。技术也就代表了冷轧带钢的最高水平。冷轧薄板在汽车上的应用情况冷轧薄板在汽车上的应用情况2010年国内汽年国内汽车用板需求量用板需求量预测序号序号钢材品种钢材品种总需求量（万吨）总

5、需求量（万吨）构成比（）构成比（）1中板中板246.424.072热轧薄板热轧薄板71.6173冷轧薄板冷轧薄板590.2457.684镀锌薄板镀锌薄板101.839.954.1热镀锌薄热镀锌薄板板67.76-66.544.2电镀锌薄电镀锌薄板板34.07-33.465镀铝薄板镀铝薄板3.90.386镀铅薄板镀铅薄板9.420.92总总计计1023.4100汽汽车用用钢板的板的质量要求量要求v汽汽车业对汽汽车板的要求多板的要求多样化化v特征：三多一高特征：三多一高v高高强度度钢板板应用多用多v表面表面处理理钢板板应用多用多v超深冲超深冲钢板板应用多用多v钢板表面板表面质量量标准高准高 汽汽车行

6、行业对汽汽车板的要求板的要求v优良的成型性能良的成型性能v在保在保证塑性、塑性、韧性指性指标的同的同时，具有更高的，具有更高的强度和度和刚度度v良好的耐腐良好的耐腐蚀性性v良好的表面状良好的表面状态和形貌，和形貌，严格的尺寸精度格的尺寸精度v良好的良好的连接性能和保型性能接性能和保型性能v良好的良好的喷涂性能和涂性能和对油漆、涂油漆、涂层的良好的附着性能的良好的附着性能v有利于保有利于保护环境境v其它要求其它要求v钢板减震性能和降低噪音性能的要求（采用复合减震板减震性能和降低噪音性能的要求（采用复合减震钢板）板）v钢板冲板冲压过程中自程中自润滑性能的要求滑性能的要求轿车用用钢板的板的发展展趋势

7、v高高强度度钢板板v表面毛化表面毛化钢板板v激光拼激光拼焊技技术v镀层钢板板v有机涂有机涂层钢板板v减震减震钢板板 现代汽代汽车用用钢种种类现代汽代汽车用用钢和技和技术要求要求v50年代，开年代，开发和使用沸和使用沸腾钢，相当于国内的，相当于国内的08F系列；系列；v6070年代，大量使用年代，大量使用铝镇静静钢，相当于国内的，相当于国内的08Al系列；系列；v80年代末年代末90年代初，大量的研究集中在年代初，大量的研究集中在IF钢，为取得取得更好的深冲性；更好的深冲性；v90年代以后主要是开年代以后主要是开发和使用高和使用高强度度钢板。低碳与超低板。低碳与超低碳的含碳的含P钢板、板、BH钢

8、板、含板、含Cu钢板；板；v进入入21世世纪所有的研究和开所有的研究和开发工作集中在开工作集中在开发新型的超新型的超高高强度度钢，为超超轻型型车体体计划配套的新型划配套的新型钢板，如双相板，如双相钢、Trip钢、Twip钢、含、含B钢等等。等等。冷冷轧超深冲超深冲钢板板IF钢的成分特点是超低碳、微合金化和的成分特点是超低碳、微合金化和纯净。在深冲。在深冲钢的生的生产中，固溶的碳中，固溶的碳严重重损害害钢板的板的r值。这是由于随着固溶碳的增加是由于随着固溶碳的增加（310-4%510-4%），在），在结晶晶结构中的构中的111组分急分急剧减少，固减少，固溶氮与固溶碳有溶氮与固溶碳有类似的作用。似

9、的作用。IF钢在生在生产中通中通过真空脱气使碳、氮真空脱气使碳、氮含量尽量低，同含量尽量低，同时通通过添加合金元素添加合金元素钛或或铌来清除固溶体中残留的来清除固溶体中残留的碳、氮碳、氮间隙原子而得到隙原子而得到洁净的的铁素体基体，从而消除素体基体，从而消除间隙原子的不隙原子的不利影响，工利影响，工业生生产的超低碳的超低碳钢（310-3%510-3%），若不），若不经钛铌处理，其理，其r值并不高，故并不高，故为获得高的得高的r值必必须进行合金化行合金化处理。理。IF钢中除碳、氮被尽量减低外，其它元素如硫、氧也要控制在尽可能中除碳、氮被尽量减低外，其它元素如硫、氧也要控制在尽可能低的水平。低的水

10、平。强化元素化元素锰、磷、硅也不、磷、硅也不应过高。高。汽车用高强度钢板汽车用高强度钢板v车体体轻量化量化v更安全更安全v节约能源能源v对环境友好境友好v可以可以买得起得起高高强度度钢板的板的强化机制化机制强化机制强化机制主要添加元素主要添加元素强度级别强度级别冲压成形特性冲压成形特性b/MPa一般特性一般特性具体特性具体特性固溶强化固溶强化P-Mn340440一般冲压用一般冲压用抗胀成型性好抗胀成型性好,有有BH性性（低碳系）（低碳系）Si-Mn,P一般加工用一般加工用固溶强化固溶强化P-Mn,P-Si340590深冲用深冲用深冲性良好深冲性良好,有有BH性性（超低碳系）（超低碳系）Mn-P

11、-Ti,Ti.Nb析出强化析出强化Mn,Nb390590一般加工用一般加工用焊接性能良好焊接性能良好Si-Mn-Ni固溶固溶+析出强化析出强化Mn-Ti490590一般加工用一般加工用适于弯曲加工适于弯曲加工,高高R值型值型Si-Mn-P-Nb,Cu,Ti相变强化相变强化Mn-Si3901470低屈服比型低屈服比型适于高拉胀加工适于高拉胀加工,有有BH性性（马氏体系）（马氏体系）Mn-Si-P（M+B）Mn,Si-Mn-Nb相变强化相变强化Mn-Cr3901470高扩孔率型高扩孔率型适于拉伸成形适于拉伸成形（贝氏体系）（贝氏体系）高延伸型高延伸型相变强化相变强化Si-Mn590980高残余奥氏

12、体钢高残余奥氏体钢板板TRIP效果效果产产生的生的高延伸高高延伸高强强度度钢钢板板（残余奥氏体系）（残余奥氏体系）(TRIP钢钢)析出析出+相变强化相变强化Mn-Si-Ti7801470超高强度钢板超高强度钢板高强度高强度,加工性良加工性良好好Mn-Si-Ti-Mo高高强度度钢的主要的主要强化机制化机制v高高强度冷度冷轧板板主要用于汽主要用于汽车车体的内外板，板厚通常体的内外板，板厚通常为0.51.2mm，强度度为3401470MPa。强化机制有固溶化机制有固溶强化、析出化、析出强化、固溶化、固溶+析出析出强化、相化、相变强化和析出化和析出+相相变强化。上表列出高化。上表列出高强度冷度冷轧钢板

13、的板的强化机制、主要添加元素、化机制、主要添加元素、强度度级别和成形特性。和成形特性。v固溶固溶强化：化：通通过添加添加P、Si、Mn等置等置换型固溶元素或型固溶元素或C、N等等间隙性固溶元素隙性固溶元素强化机体。化机体。v析出析出强化：化：使使Ti、Nb、V等的碳化物和氮化物成等的碳化物和氮化物成为微微细析出物分散于析出物分散于马氏体中，氏体中，从而提高从而提高钢的的强度。度。v组织强化（相化（相变强化）：化）：组织强化是使珠光体、化是使珠光体、贝氏体、氏体、马氏体等硬氏体等硬质相分散于相分散于钢的基体中的基体中并并产生生强化作用。化作用。汽汽车用冷用冷轧高高强度度钢板板产品和品和应用成型件

14、用成型件v固溶固溶强化（低碳系）：化（低碳系）：340、370、390、440、340BH；外板、内板、框架、托架、支柱等；外板、内板、框架、托架、支柱等v固溶固溶强化（超低碳系）化（超低碳系）：340、370、390、440、490、590、340BH、390BH；深冲加工外板、；深冲加工外板、内板内板v析出析出强化：化：390、440、490、540、590；内板；内板v固溶固溶+析出析出强化：化：490、540、590；加；加强部件、支柱部件、支柱v组织强化（化（马氏体系）：氏体系）：3901470、390BH、440BH、490BH、540BH、590BH；轻加工内加工内板、板、结构部

15、件、加构部件、加强部件部件v组织强化（化（贝氏体系）：氏体系）：440、590；构件、支柱板、加；构件、支柱板、加强部件部件v组织强化（残余奥氏体系）：化（残余奥氏体系）：590、780、980；高延展性要求构造部件；高延展性要求构造部件v析出析出+组织强化：化：780、980、1180、1270、1470；缓冲件加冲件加强材料、材料、门里加里加强板板固溶固溶强化冷化冷轧高高强度度钢板板v深冲高深冲高强度板和烘烤硬化板主要度板和烘烤硬化板主要为低碳和超低碳的低碳和超低碳的固溶固溶强化形，主要的添加元素化形，主要的添加元素为磷、磷、锰、硅、硅、钛、铌等。等。v固溶固溶强化：通化：通过添加添加C、

16、N、P、Si、Mn等元素形成等元素形成间隙固溶体或置隙固溶体或置换固溶体来达到固溶体来达到强化效果。化效果。v含含P高高强IF钢、烘烤硬化、烘烤硬化钢。含含P高高强IF钢v化学成分特点：化学成分特点：超低碳、超低碳、微合金化微合金化固溶固溶强化化钢质纯净代表代表钢种：种：DQ/DDQ-HSS340烘烤硬化烘烤硬化钢板板v特点：冲特点：冲压成型前成型前较软，易成型加工，通，易成型加工，通过冲冲压后后的涂漆烘烤使屈服的涂漆烘烤使屈服强度增加，适合于生度增加，适合于生产汽汽车外板外板等覆盖件。等覆盖件。v机理：适量的固溶碳控制，冲机理：适量的固溶碳控制，冲压工序工序产生位生位错，喷涂工序由固溶碳涂工

17、序由固溶碳产生位生位错钉轧。vBH值：预拉伸拉伸应变量量2%，时效条件效条件为170、20MinvAI值：预拉伸拉伸应变量量8%，时效条件效条件为100、1h烘烤硬化烘烤硬化钢 超低碳超低碳钢生生产烘烤硬化烘烤硬化钢的路很的路很宽。生。生产烘烤硬化烘烤硬化钢可可采用采用连续退火方法。退火方法。这是由于只有是由于只有较高的退火冷却速度才能高的退火冷却速度才能保保证部分碳在退火后固溶在部分碳在退火后固溶在钢中，在冲中，在冲压加工后烤漆加工后烤漆时发生生扩散，以固定位散，以固定位错来提高来提高强度。罩式退火冷却速度度。罩式退火冷却速度较慢，碳慢，碳很容易在接近平衡很容易在接近平衡态的条件下析出碳化物

18、，的条件下析出碳化物，钢在近乎无固溶在近乎无固溶碳的情况下，不会在烤漆后碳的情况下，不会在烤漆后产生硬化。而超低碳生硬化。而超低碳钢的碳含量的碳含量极低，碳形成碳化物所需的极低，碳形成碳化物所需的扩散距离很散距离很长，因而抑制了碳化，因而抑制了碳化物的物的产生，尽管冷却速度低，也可保持一定的固溶碳，使生，尽管冷却速度低，也可保持一定的固溶碳，使钢有烘烤硬化性。采用有烘烤硬化性。采用连续退火也要用退火也要用较高的退火温度，通常高的退火温度，通常高于高于850，这是由于超低碳是由于超低碳钢的碳含量极低，而且极少量的碳含量极低，而且极少量的碳的碳还被被钛或或铌以氮化以氮化钛或氮化或氮化铌的形式固定住

19、，造成的形式固定住，造成产生生硬化所需的固溶碳量不足，因此硬化所需的固溶碳量不足，因此应在退火在退火过程中，将程中，将钢加加热到可以分解氮化到可以分解氮化钛或氮化或氮化铌的温度，使部分碳能以固溶的形的温度，使部分碳能以固溶的形式保存下来。式保存下来。双相双相钢双相双相钢是低碳是低碳钢或低碳合金或低碳合金钢经过临界区界区热处理或控制理或控制轧制工制工艺而得到而得到的主要由的主要由铁素体素体(F)+少量少量(体体积分数分数 汽汽车车用用钢钢的的基基本本性性能能是是冲冲压压成成形形性性，这这三三代代产产品品的的进进步步也也集集中中反反映映在在成成形形性性的的提提高高方方面面，沸沸腾腾钢钢只只能能用用

20、于于普普通通冲冲压压件件，铝铝镇镇静静钢钢则则有有优优良良的的深深冲冲性性能，无间隙原子钢则具有超深性能。能，无间隙原子钢则具有超深性能。三代冲压用钢板的性能比较三代冲压用钢板的性能比较钢钢种种屈服屈服(MPa)抗拉抗拉(MPa)延伸延伸(%)值值值值沸沸腾钢180190 290310 4448 1.01.2-0.22铝镇静静钢 160180 290300 4450 1.41.8-0.22钢100150 250300 4555 1.82.8 0.230.28各种级别钢板的拉伸性能范围各种级别钢板的拉伸性能范围CQ:Commercial Quality,DQ:Drawing Quality,DD

21、Q:Deep Drawing Quality,EDDQ:Extra Deep Drawing Quality,S-EDDQ:Super EDDQ.各种级别钢板的延伸率和各种级别钢板的延伸率和r r值性能范围值性能范围生产条件对连续退火软钢生产条件对连续退火软钢薄板成形性能的影响薄板成形性能的影响各工序对低碳铝镇静钢和各工序对低碳铝镇静钢和IFIF钢性能的影响程度钢性能的影响程度参参数数低碳铝镇静钢低碳铝镇静钢IF钢钢罩式退火（罩式退火（BA）连续退火（连续退火（CA）BA或或CAC含量含量低（低（*）低（低（*）低（低（*）Mn含量含量低（低（*）低（低（*）（#）微合金化元素微合金化元素（A

22、l、Ti、Nb）含量）含量Al（*）（#）Ti/Nb（*）板坯再加热温度板坯再加热温度（*）低（低（*）低（低（*）热轧规程热轧规程（#）（#）（*）终轧温度（终轧温度（FT）Ar3（*）Ar3（*）Ar3或或Ar1（*）卷取温度（卷取温度（CT）低低,600(*)高高,700(*)高（高（*）冷轧压下率冷轧压下率约约70%约约85%约约90%退火加热速度退火加热速度2050520K（#）最高退火温度最高退火温度约约720约约850约约900注注:(#)基本无影响；基本无影响；(*)有影响有影响；(*)重要；重要；(*)很重要很重要碳碳碳碳(C)(C)含量对钢板力学性能和成形性能的影响规律含量

23、对钢板力学性能和成形性能的影响规律含量对钢板力学性能和成形性能的影响规律含量对钢板力学性能和成形性能的影响规律:钢中碳含量与钢中碳含量与钢中碳含量与钢中碳含量与r r值、延伸率的关系值、延伸率的关系值、延伸率的关系值、延伸率的关系:氮含量对碳钢平均氮含量对碳钢平均塑性应变比的影响塑性应变比的影响冲击韧性转变温度随焊接冲击韧性转变温度随焊接金属氮含量的变化金属氮含量的变化低氮控制是保证低碳钢成形性和焊接性能的重要措施低氮控制是保证低碳钢成形性和焊接性能的重要措施同罩式退火相比，连续退火生产同罩式退火相比，连续退火生产有更大的优越性有更大的优越性 连续退火钢带的力学性能，无论在钢带长度还连续退火钢带的力学性能，无论在钢带长度还是宽度方向上，都比较均匀是宽度方向上，都比较均匀钢带平整度高，板形好，有利于汽车厂深加工钢带平整度高，板形好，有利于汽车厂深加工成形构件的形状控制成形构件的形状控制钢带表面质量好，无粘结现象，对于喷漆或者钢带表面质量好，无粘结现象，对于喷漆或者表面涂层处理，其表面与涂料的粘结附着力强，喷漆表面涂层处理，其表面与涂料的粘结附着力强，喷漆或者涂层质量好或者涂层质量好生产周期短生产周期短退火温度范围较高，冷却速度自由度大，有利退火温度范围较高，冷却速度自由度大，有利于新产品的开发于新产品的开发