高強(qiáng)度鋼板在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用前景

快速發(fā)展的汽車工業(yè)，給國家的節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和能源安全等方面帶來了巨大的挑戰(zhàn)。隨著中國進(jìn)入汽車社會(huì)，乘用車保有量大大提高。汽車輕量化成為節(jié)能減排的一條重要途徑。在可選的輕量化材料中，高強(qiáng)度鋼板除了輕量效果略低一些外，在使用性能、成本和節(jié)能減排等方面均具有一定的優(yōu)勢。高強(qiáng)度鋼具有高的強(qiáng)度、高的碰撞吸能性，可以有效提高汽車的安全性。與傳統(tǒng)軟鋼相比在滿足相同汽車安全法規(guī)要求的前提下，可以大幅降低汽車的重量，是同時(shí)實(shí)現(xiàn)汽車輕量化與安全性要求的最優(yōu)輕量化材料方案。隨著汽車安全法規(guī)的日趨嚴(yán)格，高強(qiáng)度鋼板在乘用車上應(yīng)用得到了快速的發(fā)展。同時(shí)，由于高強(qiáng)度鋼板可在現(xiàn)有鋼板的生產(chǎn)線上進(jìn)行成分和工藝的優(yōu)化，材料成本增幅也較小。

目前，乘用車常用的汽車鋼板包括碳錳軟鋼、無間隙原子鋼（IF）、高強(qiáng)度低合金鋼(HSLA）、各向同性鋼（IS）、雙相鋼（DP）、相變誘導(dǎo)塑性鋼（TRIP）、孿晶誘發(fā)塑性鋼（TWIP）、復(fù)相鋼（CP）、馬氏體鋼（MS）、鐵素體貝氏體鋼（FB鋼）、熱成形鋼等。高強(qiáng)度鋼板具有性能、成本等方面的優(yōu)勢，決定了其仍是目前市場上最受歡迎的輕量化材料，也是中低端乘用車輕量化材料的首選。國外典型鋼質(zhì)車身的高強(qiáng)度鋼板比例普遍達(dá)到50%～60%，部分車型甚至超過70%。其中一些最新款車型的高強(qiáng)度鋼板比例高達(dá)到73%。隨著國內(nèi)汽車安全法規(guī)和油耗法規(guī)的日趨嚴(yán)格，高強(qiáng)度鋼板也受到越來越多的重視。

自主品牌乘用車的高強(qiáng)度鋼板用量與強(qiáng)度級別也在顯著提高。一汽乘用車的車身高強(qiáng)度鋼板比例達(dá)到50%以上。奇瑞公司車身高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用比例也達(dá)50%以上，新開發(fā)的車型已達(dá)到60%。長城汽車大量采用高強(qiáng)度鋼板，單車用量最高的達(dá)到62.9%。此外，吉利、長安、東風(fēng)、上汽和北汽等自主品牌新開發(fā)車型高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用水平也基本都在50%。

制約國內(nèi)超高強(qiáng)度冷成型鋼應(yīng)用的因素主要在成形和焊接技術(shù)方面；而熱成形鋼的應(yīng)用主要是成本問題。高強(qiáng)度鋼板未來的應(yīng)用方向主要是在現(xiàn)有車身結(jié)構(gòu)、安全件、底盤件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用；新的應(yīng)用增長點(diǎn)則在車身覆蓋件和座椅系統(tǒng)等方面。預(yù)計(jì)在未來3～5年內(nèi)，車身高強(qiáng)度鋼板的用量將達(dá)到65%～70%，且超高強(qiáng)度鋼和熱成形鋼的比例會(huì)進(jìn)一步增加。

實(shí)現(xiàn)這樣的大量高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用，必須解決現(xiàn)有高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用的最大技術(shù)難題—沖壓成形問題。由此，高強(qiáng)度鋼未來的技術(shù)發(fā)展路線主要有兩個(gè)方面：一、開發(fā)新一代高強(qiáng)度鋼冷沖壓鋼種，通過沖壓或滾壓等工藝實(shí)現(xiàn)1GPa級別以上冷成型超高強(qiáng)度鋼；二、改進(jìn)熱成形鋼性能以及熱沖壓工藝，并開發(fā)低成本熱沖壓新工藝技術(shù)。