超輕汽車材料主要技術進展

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

  當前正處于新一代高強度鋼開發(fā)的前夜。從冶金學的角度看,近幾年高強度鋼材料的開發(fā),大多只是對原有鋼種牌號的補充或性能改善,厚度進一步減薄,材料本身并未取得突破性進展。

  開發(fā)的難點是要針對不同的零件,力求在產(chǎn)品的強度、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)出的幾種高強度鋼。其中SFGHITEN為含Nb系列高強度IF鋼板,主要應用對象是汽車車身外板。SFGHITEN利用析出的Nb(C,N)微粒和細化晶粒得到強化,其獨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是強度級別為780MPa的熱軋鋼板,其特點是塑性好、擴孔率高,具有優(yōu)良的翻邊成形性能和穩(wěn)定的力學性能。NAN0780可應用于車身和底盤中的各類加強件、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)的高強度鋼管,強度級別也是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) ,較高的疲勞強度和韌性,以及較好的涂裝性能。新鋼管已開始應用于懸架系統(tǒng)的臂類零件。

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

  試驗表明,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,以及化學強化與沉淀強化作用的加強。利用SteIR MM制造SUV后簧,其工作壓力提高了11%,質量從5.6 kg降至4.6kQ,減重幅度為18%。