先进高强钢和超高强钢
概述
宝钢作为中国最大的汽车板供应商，一直致力于高端汽车板的研发和生产；近年来宝钢结合车身轻量化和绿色环保要求，大力发展高强度汽车钢板，先后投资数十亿元人民币用于高强度钢板的研发和生产，于2009 年4 月份建成了一条年产量20 万吨具有国际先进水平的高强钢专用生产线，弥补了国内超高强钢产品的空白。
宝钢高强钢及超高强钢汽车板产品已向国内外多家知名汽车企业批量供货，其中抗拉强度980MPa 级别以上产品已被国内外汽车企业批量使用。宝钢的高强钢及超高强钢可应用于前保险杠加强件、吸能盒、前纵梁、避震悬挂顶盖、仪表盘骨架、A 柱加强板、车门防撞梁、门槛加强板、B 柱加强板、中通道加强件、车顶纵梁、地板横梁、C 柱加强板、后纵梁、后保险杠加强件、座椅滑轨、座椅支撑板、座椅头枕骨架以及座椅靠背边板等零件。经过不断的研发和生产技术积累，宝钢在汽车用高强钢领域，已经形成了国际先进的装备能力，领先的产品覆盖能力，全面的材料、成形和焊接技术支持能力。根据用户需求，可开展乘用车、商用车以及专用车高强轻量化一揽子解决方案的工作。
技术支持
高强钢成形性与失效评价
宝钢针对高强钢不同成形方式，可进行多种成形性能、成形极限试验评价，提供全面的实验评价结果。对高强度钢板冲压的弯曲开裂、剪切边开裂和拉伸开裂等多种失效摸式进行预测，初步形成了基于高强钢材料、工艺和模具相结合的的成套工艺控制技术，为成形过程的顺利进行提供技术支持。
高强钢回弹控制技术
宝钢建立了有效表征和反映高强钢回弹特性的系列试验评估方法，获 得了典型钢种回弹趋势，具备了一定的零件成形回弹预测与控制技术， 为高强钢零件尺寸与形状的精度控制提供技术支持。
高强钢模具开发技术支持
基于材料性能、成形性、失效与回弹控制技术，宝钢对高强钢用冲压模具材料、热处理、模具结构与强度、表面状态等方面进行了一定研究，为高强钢模具关键参数的确定提供有力的技术支撑，可协助用户进行模具开发相关工作。
高强钢焊接技术
宝钢开展了高强钢电阻点焊、激光焊、熔化极气体保护焊等领域的研究，通过大量试验与仿真分析，掌握了各类汽车用碳锰高强钢的可焊性、焊接工艺、接头力学性能及微观组织的特点，具备了高强钢焊接缺陷的成因解析并制定预防措施的能力，可以为用户提供全面的高强钢焊接技术支持。
加工配送
为了解决超高强钢剪切质量不良，以避免超高强钢在成形过程中由于边部质量不良引起开裂。宝钢于2010 年底建成了宝钢超高强钢加工中心，配置1 条横切、1 条纵切剪切设备，最大抗拉强度1500MPa。并正在建设超高强钢辊压加工生产线。
DP系列高强度冷轧和镀锌汽车板产品
DP 系列产品特点
DP 系列高强钢冷轧汽车板产品显微组织主要为铁素体和马氏体，马氏体组织以岛状弥散分布在铁素体基体上。铁素体较软，使钢材具备较好的成形性。马氏体较硬，使钢材具备较高的强度。强度随较硬的马氏体所占比例提高而增强。根据用途，可生产不同强度级别和不同屈强比(YS/TS) 的双相钢。双相钢易切割成形，可用传统的焊接方法焊接。其具备无屈服延伸、无室温时效、低屈强比、高加工硬化指数和烘烤硬化值的特点。
白色－铁素体，黑色－马氏体
DP 系列使用性能
DP 系列高强钢冷轧汽车板产品与普通高强钢冷轧产品相比，成分控制更精确、机械性能更稳定、具备更好的成形性能。
DP 系列高强钢冷轧汽车板产品由于具有较低的屈强比，因而冷成形后产生的回弹较小，可以对零件尺寸精度控制更为准确。由于实际生产采用先进的冷却技术，宝钢汽车板DP 系列高强钢采用低碳低合金成分经过快速冷却获得，具备良好的焊接性，能够应用各种传统的焊接方法。
DP 系列典型用途
DP 系列高强钢冷轧汽车板产品是结构类零件的首选之一，应用于结构件、加强件和防撞件，比如车底十字构件、轨、防撞杆、防撞杆加强结构件等。
DP 系列机械性能
冷轧DP 钢性能
| 普冷产品 | 拉伸试验a, b | n 值d (10%~UE) 不小于 |
n 值e (4%~6%) 不小于 |
||
|---|---|---|---|---|---|
| 屈服强度 RP0.2 MPa |
抗拉强度 Rm Mpa 不小于 |
断后伸长率c A80mm % 不小于 |
|||
| HC250/450DP | 250~320 | 450 | 27 | 0.16 | – |
| HC290/490DP | 290~390 | 490 | 24 | 0.15 | 0.19 |
| HC280/590DP | 280~380 | 590 | 22 | 0.14 | 0.19 |
| HC340/590DP | 340~440 | 590 | 20 | 0.14 | 0.18 |
| HC550/690DP | 550~660 | 690 | 12 | – | 0.15 |
| HC420/780DP | 420~550 | 780 | 14 | – | 0.15 |
| HC500/780DP | 500~650 | 780 | 10 | – | 0.10 |
| HC550/980DP | 550~730 | 980 | 7 | – | – |
| HC820/1180DP | 820~1130 | 1180 | 3 | – | – |
|
a 无明显屈服时采用RP0.2，否则采用ReL。 b 试样为GB/T 228 中的P6 试样，试样方向为横向。 c 当产品公称厚度大于0.50mm，但小于等于0.70mm 时，断后伸长率允许 下降2%；当产品公称厚度不大于0.50mm 时，断后伸长率允许下降4%。 d n 值是在10%~20% 应变范围内计算得到的。当均匀伸长率小于20% 时， 其应变范围为10% 至均匀伸长结束；当均匀伸长率小于10% 时，其应变范围为5% 至均匀伸长结束。 |
|||||
热镀锌DP 钢性能
| 热镀锌产品 | 力学性能 | |||
|---|---|---|---|---|
| 屈服强度a, b MPa 不小于 |
抗拉强度MPa A80mm % 不小于 |
断后伸长率b, c | n90 不小于 |
|
| HC250/450DPD+Z | 250~340 | 450 | 27 | 0.16 |
| HC250/450DPD+ZF | 25 | 0.16 | ||
| HC300/500DPD+Z | 290~370 | 500 | 24 | 0.15 |
| HC300/500DPD+ZF | 22 | 0.15 | ||
| HC280/590DPD+Z | 280~450 | 590 | 19 | 0.14 |
| HC280/590DPD+ZF | 17 | |||
| HC340/590DPD+Z | 340~500 | 590 | 17 | 0.14 |
| HC340/590DPD+ZF | 15 | 0.14 | ||
| HC420/780DPD+Z | 420~550 | 780 | 14 | – |
| HC420/780DPD+ZF | 12 | – | ||
| HC500/780DPD+Z | 500~650 | 780 | 10 | – |
| HC500/780DPD+ZF | 8 | – | ||
| HC550/980DPD+Z | 550~730 | 980 | 7 | – |
DP 系列供货规格
| 普冷产品 |
厚度 (mm) |
宽度 (mm) |
|---|---|---|
| 590MPa 及以下级别 |
0.5~2.3 |
800~1600 |
| 780MPa 级别 |
0.7~2.1 |
800~1400 |
| 980MPa 级别 |
0.8~2.1 |
800~1250 |
| 1180MPa 级别 |
1.0~2.1 |
800~1250 |
| 热镀纯锌产品 |
厚度 (mm) |
宽度 (mm) |
|---|---|---|
| 590MPa 及以下级别 |
0.5~2.3 |
800~1600 |
| 780MPa 级别 |
0.7~2.1 |
800~1400 |
| 980MPa 级别 |
0.8~2.1 |
800~1250 |
应用案例
轿车门槛加强件零件宝钢替代国外产品
热镀锌HC550/980DPD+Z，锌层为50/50g/m2, 1.4mm *1150mm
轿车车门防撞梁零件宝钢替代国外产品
热镀锌HC550/980DPD+Z，锌层为50/50g/m2, 1.2mm *1120mm
轿车座椅支架零件批量使用宝钢产品
热镀锌HC550/980DPD+Z，锌层为50/50g/m2, 1.25mm *1020mm
TRIP 系列高强度冷轧和镀锌汽车板产品
TRIP 系列产品特点
TRIP 系列高强钢冷轧汽车板产品是相变诱导塑性钢，即在成形过程中残余的奥氏体会逐渐转变为硬的马氏体，有利于均匀变形，实现了强度和塑性较好的统一，较好地解决了强度和塑性矛盾。
显微组织为铁素体、贝氏体和残余奥氏体，其中残余奥氏体的含量在5% 以上，具备高碰撞吸收能、高强度塑性积、高n 值、高延伸率的特点。
组织特点： F+B+rA(5-15%)
白亮点－残余奥氏体，黑色－贝氏体，大块－铁素体
TRIP 系列使用性能
TRIP 系列高强钢冷轧汽车板产品在成型过程中残余奥氏体会转变成为硬度很高的马氏体，有利于材料的均一变形，较好地解决了强度和塑性的矛盾。
TRIP 系列高强钢冷轧汽车板产品由于具有高n 值和高延伸率，因而具备更好的成形性能，在满足零件强度要求前提下对零件尺寸精度控制更为准确。由于实际生产采用先进的冷却技术，宝钢汽车板TRIP 系列高强钢具备良好的焊接性，能够应用各种传统的焊接方法。
TRIP 系列典型用途
目前，TRIP 钢主要用于制造汽车门防撞梁、保险杠加强件等重要部件。
TRIP 系列机械性能
冷轧TRIP 钢性能
| 普冷产品 |
拉伸试验 a, b |
n90 不小于 |
||
|---|---|---|---|---|
| 屈服强度 RP0.2 MPa |
抗拉强度 Rm Mpa 不小于 |
断后伸长率c A80mm % 不小于 |
||
| HC380/590TR |
380~480 | 590 | 29 |
0.20 |
| HC400/690TR | 400~520 |
690 | 24 |
0.19 |
| HC420/780TR | 420~580 |
780 | 20 |
0.15 |
| HC450/980TR | 450~700 |
980 | 14 |
0.14 |
| a 无明显屈服时采用RP0.2，否则采用ReL。 b 试样为GB/T 228 中的P6 试样，试样方向为横向。 c 当产品公称厚度大于0.50mm，但小于等于0.70mm时，断后伸长率允许下降2%；当产品公称厚度不大于0.50mm时，断后伸长率允许下降4%。 |
||||
热镀锌TRIP 钢性能
| 热镀锌产品 |
力学性能 |
|||
|---|---|---|---|---|
| 屈服强度a, b MPa |
抗拉强度 MPa 不小于 |
断后伸长率b, c A80mm % 不小于 |
n90 不小于 |
|
| HC380/590TRD+Z | 380~480 | 590 | 26 | 0.20 |
| HC400/690TRD+Z |
400~510 | 690 | 24 | 0.19 |
| HC420/780TRD+Z |
420~560 |
780 | 22 | 0.18 |
| a 无明显屈服时采用 RP0.2，否则采用 ReL。 b 试样为 GB/T 228 中的 P6 试样，试样方向为横向。 |
||||
TRIP 系列供货规格
| 厚度 (mm) |
宽度 (mm) |
|
|---|---|---|
| 590MPa 级别 |
0.7~2.3 |
800~1400 |
| 780MPa 级别 |
0.7~2.1 |
800~1250 |
| 980MPa 级别 |
0.9~2.1 | 800~1250 |
应用案例
轿车右／左B 柱加强板零件批量使用宝钢产品冷轧HC420/780TR，1.8mm * 615mm。
MS（马氏体）系列高强度冷轧汽车板产品
MS 系列产品特点
MS 系列高强钢冷轧汽车板产品显微组织几乎全部为马氏体组织，具备较高的抗拉强度。
1500MPa 马氏体钢的金相组织
MS 系列使用性能
MS 系列高强钢冷轧汽车板产品通常需要进行回火处理以改善塑性，使得其在如此高的强度下仍具有一定足够的成型性能。
MS 系列典型用途
MS 系列高强钢冷轧汽车板产品主要应用在汽车的结构加强件和安全件，例如汽车前后保险杠、车门内的防撞杆和门槛板等关键部件上。
MS 系列机械性能
| 牌号 |
拉伸试验a, b | |||
|---|---|---|---|---|
| 屈服强度a, b RP0.2 MPa |
抗拉强度 Rm MPa 不小于 |
断后伸长率b, c A80mm % 不小于 |
||
| HC500/780MS | 500~700 | 780 | 3 | |
| HC700/900MS | 700~1000 | 900 | 2 | |
| HC700/980MS |
700~960 | 980 | 2 | |
| HC860/1100MS | 860~1100 | 1100 | 2 | |
| HC950/1180MS | 950~1200 | 1180 | 2 | |
| HC1030/1300MS | 1030~1300 | 1300 | 2 | |
| HC1150/1400MS | 1150~1400 | 1400 | 2 | |
| HC1200/1500MS | 1200~1500 | 1500 | 2 | |
| a 无明显屈服时采用 RP0.2，否则采用 ReL。 b 试样为 GB/T 228 中的 P6 试样，试样方向为横向。 |
||||
MS 系列供货规格
| 厚度 (mm) |
宽度 (mm) |
|
|---|---|---|
| 980MPa 及以下级 |
1.0~2.1 | 800~1250 |
| 1180MPa 级 |
1.0~2.1 | 800~1250 |
| 1470MPa 级 |
1.0~2.1 | 800~1250 |
应用案例
使用牌号为HC950/1180MS，规格为1.6mm * 1085 * 2930 板；用于挂车车厢铺地板，替代原使用2.75mm 厚度Q235 材料；车厢长度13 米，宽度2.5米，整车减重293.4KG，减重比率41.82%。
冷轧部分使用HC700/980MS，厚度1.5mm 和1.25mm 材料，用于汽车冷弯型钢架，替代原骨架使用厚度2.0 的Q235 和厚度1.5mm的B510L 材料；整体骨架减重119kg，减重比例5.95%。另外热轧部分采用QSTE700TM替代B510L, 厚度由3.0mm、4.0mm 和5.0mm 降低到2.5mm、3.0mm 和4.0mm；冷热轧综合整体骨架减重294kg，减重比例14.7%。
轿车后保险杠零件批量使用宝钢产品冷轧HC700/980MS，1.6mm *1100mm
