汽车面板用钢的研究及发展动向

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1、汽车面板用钢的研究及发展动向陈俊录（材料与冶金学院材料2014.3）摘要：利用Nb（C,N）的微细析出物和晶粒细化机理，鞍钢研制出了汽车外面板用高强度超细晶冷轧IF钢。新钢种抗拉强度大于390MPa,晶界附近有形成无沉淀析出区的趋势，屈服强度较低，同吋具奋高塑性应变比和高加工硬化指数，具冇优良的成形性能，可完全满足汽车轻量化需要。关键词：汽车面板；IF钢；高强度;为适应汽车轻量化的要求，车身用钢板的高强度化研究正在迅速推进，其中，IF钢板作为第三代冲压用钢已被广泛应用于汽车工业［1］。传统的高强度IF钢屈于固溶强化钢，主耍通过在IF钢中添加Sj、Mn、P等固溶强

2、化元素来提高强度，但添加的固溶强化元素会恶化钢板的深冲性能（r值），并使屈服强度提高，加工硬化指数（n值）降低，同时.由于缺乏晶界强化而易产生二次加工脆性。特别是对于热镀锌合金化钢板（GA钢板），固溶强化元索中的Si将严重损害镀层表面质量，使其不适用于复杂成形的外板零件。为解决上述问题。H本JFE公句通过1试验原理及方法利用晶粒细化、析出强化结合原冇的固溶强化形成钢的强化机制。设计了高强度超细晶IF冷轧汽车板的化学成分。在这种新型的高强‘IF钢中，碳含量将比传统高强IF钢高很多。减少影响表面质量的Si和高成本的Mo等固溶强化元素的添加量，而且添加一定量的Nb。形

3、成更多细小的铌的碳氮化合物Nb（C,N）并弥散分布。少量B元蚕素的加入将抑制P的晶界偏析，强化晶界从而改誉善钢板的二次加工脆性。甚试验钢经200kg真空炉冶炼，化学成分见表1，。4表晶粒细化；PFZ细化晶粒，在提高晶界强度、抑制二次加工脆化的同时，不添加使表面质量恶化的固溶元素，利用独特的微细析出物沉淀强化.成功开发了汽车外而板用抗拉强度大于340MPa的超细晶高强度钢板，使钢板获得了优良的深冲成形性和低屈强比01。该钢种的冷轧和热镀锌产品在日本已经进行了商业化生产，而对于閩内各大钢厂来说尚展空白。本文介绍了鞍钢在高强度超细晶冷乳TF钢方面的研究情况,旨在实现此

4、类汽车用钢的网产化。替代进口，推进其在我国汽车轻量化进程中的广泛应用。面清理后在500IDA*n屮厚板乳机上进行开坯和热轧，中间坯和热乳板厚度分别设定为30mill和6rain。热礼板经酸洗后在450m/n直拉式冷轧实验机上进行冷轧，冷轧板最终厚度1.5mm左右，冷乳压下率约为75%。热模拟及板带连续退火实验在GLEEBLE—3800热模拟实验机上进行。利用DIL402C型热膨胀仪测定了试验钢的相变点.采用LEICABMI5000M型光学金和敁微镜观察试验、；钢金相组织。利用TecnaiG220S-Twin型透射电屯子显微镜（，IEM）分析显微结构及二相粒子。2

5、试验结果及讨论2.1热塑性曲线及相变点测定图1为试验钢的热塑性曲线。由图1屮可见，新钢种在950—丨250oC之问具有较好的塑性.断面收缩率在80%以上。温度低于950oC吋，试验钢的热塑性显著降低。在850oC左右塑性出现低谷，温度高于1250oC时，热塑性急剧下降，1400oC时的塑性儿乎为零。因此，实际生产中该钢连铸坯的矫直和热乳均应选择在延性区间，即950-1250oC之间进行，以防止产生裂纹。试验钢的热膨胀曲线如阁2所示。测定升温时的Ac。和At3温度分别为887oC和913oC,降温吋的Acl和At3温度分别为810oC和821oC。对于存在相变的合

6、金來说。-•般升温过程中相转变温度A高温偏移，降温过程与之相反，故试验结果可靠性较高。在此种新型高强IF钢中，尽管碳含量有所提高.但其仍属低碳钢范畴，故W相区温度范鬧较窄。2.2金和组织和力学性能检验在金相显微镜下观察了冷轧板退火后的金相组织，如图3所示。从图3(a)可见，试验钢组织为铁素体单相组织，晶粒均匀，晶粒度达10级；与传统IF钢和比敁著细化。且多边形铁素体上均匀分布着大量细小、弥散析出的第二相粒子，见阁3(b)。通常，靠晶粒细化和析出强化的钢板，屈服强度都会提高。而木文所研制的新钢种屈服强度并未增加，原凶与其独特的二相粒了分布宥密切关系。冷轧退火板的力

7、学性能检验结果见表2。从表中可见，试验钢力学性能均匀、稳定。抗拉强度均在410MPa以上，满足大于390MPa的设计要求，同时具冇低的屈强比，高的延伸率。r值和n值均较高。2.3第二相粒子分析图4为透射电镜复型试验结果。图4(a)为铁素体晶粒内部二相粒子分布情况。由图可见，晶粒内的析出物细小、均匀，尺寸在20。30nm左右,能谱分析表明，其为Nb的C、N化物，见图4(b)。图3遞火板金相组织表2通火板的力学性齜试样圩RVMFartsn12304103651.750.2722354IS36.01.700.25324542536.01.650.26B外2354053

8、7.01.700.24传