超輕汽車材料主要技術(shù)進(jìn)展

超輕車身(ULSAB)(ULSAC)、超輕懸架系統(tǒng)(ULSAS)和新概念超輕車身(ULSAB-AVC)等項(xiàng)目的成功實(shí)施,驗(yàn)證了高強(qiáng)度鋼在減輕汽車自重和改善車輛性能中的有效性。為了將這些項(xiàng)目所取得的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力,近期的高強(qiáng)度鋼技術(shù)研究,主要集中在支撐技術(shù)(Enabling Technologies)上。

  當(dāng)前正處于新一代高強(qiáng)度鋼開發(fā)的前夜。從冶金學(xué)的角度看,近幾年高強(qiáng)度鋼材料的開發(fā),大多只是對原有鋼種牌號的補(bǔ)充或性能改善,厚度進(jìn)一步減薄,材料本身并未取得突破性進(jìn)展。

  開發(fā)的難點(diǎn)是要針對不同的零件,力求在產(chǎn)品的強(qiáng)度、塑性和成本之間取得平衡。

  SFGHITEN、NANOHITEN、ERW和HISTORY是日本JFE公司最近開發(fā)出的幾種高強(qiáng)度鋼。其中SFGHITEN為含Nb系列高強(qiáng)度IF鋼板,主要應(yīng)用對象是汽車車身外板。SFGHITEN利用析出的Nb(C,N)微粒和細(xì)化晶粒得到強(qiáng)化,其獨(dú)特之處在于晶界附近存在所謂“無沉淀區(qū)”,它降低了材料的屈服強(qiáng)度。與普通深沖鋼板相比,SFGHITEN具有高的r值和二次脆性抗力,以及優(yōu)良的表面質(zhì)量。

  成形性分析表明,該材料滿足轎車翼子板的成形性要求NANOHITEN是強(qiáng)度級別為780MPa的熱軋鋼板,其特點(diǎn)是塑性好、擴(kuò)孔率高,具有優(yōu)良的翻邊成形性能和穩(wěn)定的力學(xué)性能。NAN0780可應(yīng)用于車身和底盤中的各類加強(qiáng)件、臂類與梁類零件,以及車架零件等。

  ERW和HISTORY是JFE針對汽車懸架系零部件開發(fā)的高強(qiáng)度鋼管,強(qiáng)度級別也是780 MPa。該材料具有良好的液壓成形性能——其彎曲半徑小于2D(D為鋼管外徑) ,較高的疲勞強(qiáng)度和韌性,以及較好的涂裝性能。新鋼管已開始應(yīng)用于懸架系統(tǒng)的臂類零件。

  SteIco公司最近開發(fā)出了一種代號為SteIR MM的高強(qiáng)度微合金,并已投放市場。

  試驗(yàn)表明,SteIR MM的斷裂韌性較傳統(tǒng)彈簧鋼SAE5106和SAE9259約高22%,這種提高得益于微量合金元素添加所帶來的材料顯微組織、晶粒尺寸、夾雜物形態(tài)的改善,以及化學(xué)強(qiáng)化與沉淀強(qiáng)化作用的加強(qiáng)。利用SteIR MM制造SUV后簧,其工作壓力提高了11%,質(zhì)量從5.6 kg降至4.6kQ,減重幅度為18%。