汽車(chē)用熱成形鋼新材料與新工藝進(jìn)展

陳云霞

1 前言

隨著全社會(huì)對(duì)汽車(chē)節(jié)能環(huán)保及安全性要求的不斷提高，汽車(chē)輕量化和碰撞安全性已成為汽車(chē)制造業(yè)關(guān)注和亟待解決的焦點(diǎn)問(wèn)題。高強(qiáng)度鋼因其優(yōu)異的性能在汽車(chē)減重和碰撞性能提升方面發(fā)揮了重要的作用，且相比其他輕量化材料具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。然而，在采用傳統(tǒng)的冷沖壓方式制造高強(qiáng)度鋼零件時(shí)，回彈控制難，零件尺寸穩(wěn)定性低，且一直存在沖壓開(kāi)裂問(wèn)題，因此也限制了更高強(qiáng)度此類(lèi)材料的應(yīng)用。在這種情況下，熱沖壓成形技術(shù)得以快速發(fā)展。

熱沖壓成形是先對(duì)鋼板進(jìn)行奧氏體化（加熱至850～950℃）處理，然后在700～850℃高溫軟態(tài)下進(jìn)行沖壓成形，通過(guò)模具快速導(dǎo)熱對(duì)成形后的構(gòu)件進(jìn)行淬火處理，得到超高硬度的馬氏體組織。最終的熱沖壓零件強(qiáng)度可達(dá)到1500MPa以上，遠(yuǎn)高于采用傳統(tǒng)冷沖壓方式成形的高強(qiáng)鋼零件。

隨著汽車(chē)安全和輕量化的需求，熱成形鋼及熱沖壓成形零部件的需求量日益增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球熱沖壓產(chǎn)線(xiàn)約500條，熱成形鋼年需求量400萬(wàn)t左右；中國(guó)熱沖壓產(chǎn)線(xiàn)約150條，年需求熱成形鋼120萬(wàn)t。由于熱沖壓成形零部件對(duì)汽車(chē)安全以及輕量化的積極作用顯著，車(chē)身應(yīng)用熱成形零部件質(zhì)量百分比在顯著提升（見(jiàn)圖1）。

基于巨大的市場(chǎng)需求，熱成形鋼新材料開(kāi)發(fā)也得到了快速的發(fā)展，本文主要從汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用需求出發(fā)，對(duì)熱成形新鋼種的開(kāi)發(fā)進(jìn)展進(jìn)行綜述。

2 熱成形鋼的成分體系

熱成形鋼從成分上可分為：錳（Mn）—硼（B）系、錳—鉬（Mo）—硼系、錳—鉬—硼—鈮（Nb）系、錳—鉻（Cr）—硼系列等，其中錳—硼系熱成形鋼的使用量最大，技術(shù)也最成熟。……