新型汽车用钢——低密度高强韧钢的研究进展.pdf

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1、万方数据新型汽车用钢——低密度高强韧钢的研究进展／张磊峰等·111·新型汽车用钢——低密度高强韧钢的研究进展张磊峰，宋仁伯，赵超，杨富强，秦帅，徐杨(北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083)摘要轻量化已经成为汽车用钢的发展方向，近年来对低密度高强韧钢的开发顺应了这一趋势。A1元素的添加，降低钢的密度，同时提高层错能，影响变形机制。从成分设计与制备、变形机制、组织性能及工业化应用等方面，总结Fe-Mn-AI系、Fe_Al系和中锰系低密度高强韧钢的研究成果，并阐述了低密度高强韧汽车用钢的发展趋势。关键词轻量

2、化汽车用钢高强韧钢变形机制Fe-Mn—AlFe-AI中锰钢K系碳化物中图分类号：TG335文献标识码：ADOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2014．19．022ResearchProgressofNewAutomotiveSteel--Low—densityHighStrength—ToughnessSteelZHANGLeifeng，SONGRenbo，ZHAOChao，YANGFuqiang，QINShuai，XUYang(SchoolofMaterialScienceandEngi

3、neering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083)AbstractIAghtweighthasbecometheadvancingdirectionofautomotivesteel，andthedevelopmentoflow-densityhighstrength—toughnesssteelagreeswiththistrendinrecentyears．AdditionofAIelementreducesthedensityofth

4、esteel．Meanwhile，itincreasesthestackingfaultenergy(SFE)，whichinfluencesdeformationmechanismofthesteel．TheresearchsituationsofFe-Mn-A1，Fe-AIandmediummanganeselow-densityhighstrength-toughnesssteelarereviewed，includingcompositiondesignandpreparation，deformation

5、mechanism，microstructuralpropertiesandindustrialapplication．Andthedevelopmenttrendoflow-densityhighstrength——toughnesssteelusedinautomotivein—_dustryisstated．Keywordslightweight，automotivesteel，highstrength-toughnesssteel，deformationmechanism，Fe_Mn_Al，Fe-Al，m

6、ediummanganesesteel，K—carbides0引言从2001年到2013年，我国汽车产量增长了9倍有余。2013年，中国汽车产销双超2000万辆，再次刷新全球纪录，连续5年蝉联全球第一。随着汽车行业的日趋壮大、人们日常生活水平的提高和可持续发展战略的客观要求，轻量化逐渐成为未来汽车的发展趋势。研究山23表明：汽车油耗与自重成线性关系。固定其他条件不变，汽车自重每减少10％，燃油消耗可降低6％～8％，从而有效节约能源；而每减少1L的燃油消耗，会少排放2．45kg的CO：，也可减小汽车尾气对环境的污染

7、。从材料选择的角度出发，目前实现汽车轻量化主要有以下两种途径：一是采用轻质材料，如使用低密度的铝及铝合金、镁及镁合金、工程塑料或碳纤维复合材料等，主要以铝合金为主；二是使用高强度钢替代普通钢材，降低钢板厚度规格。铝合金具有很好的减重潜力，但成本高、成型工艺复杂、焊接性能差、碰撞吸收能低及铝元素自身特性等诸因素限制了其研发与市场推广，目前铝合金主要以铸件或锻件的形式应用于汽车发动机、变速器等零部件以及豪华车和特种车辆的车身制造中。相比铝合金而言，高强度钢在成本与性能方面具有很强的优势，也具有可观的减重潜力，是满足车

8、身轻量化、提高碰撞安全性的最佳材料。有数据表明，当钢板厚度分别减少0．5mm、0．10mm、0．15mm时，车身可减重6％、12％、18％。世界钢铁制造商所开展的ULSAB-AVC项目的完成，证明了钢铁仍然是今后汽车使用的主导材料，若车身钢板的90％使用大量生产的高强度钢板(包括高强度、超高强度和夹层减重钢板)，可以在不增加成本的前提下实现车身降重25％(以四f-IN车为