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钢板 a.强度高且比较容易兼顾到成形性 组织强490～1180 化 类、数量、形态不同而具有多样性(DP钢、 TRIP钢、高扩孔性钢) 利用将钢从高温的奥氏体急冷时生成的硬质相马氏体和贝氏体的强化机理 改善了脆性，成形性利用晶界阻碍位错进行的特点，使晶粒细细晶强 化 机理 小，仅为100MPa左右 化，以此增加晶界，加大位错密度的强化望的强度增加值较的劣化也较小，但期b.根据硬质组织的种4.2 高强度钢的主要种类
根据强度分类，屈服强度在210~550MPa和抗拉强度在270~700MPa的钢为高强钢(HSS)，而屈服强度大于550MPa和抗拉强度大于700MPa的钢为超高强钢(UHSS) [5]。如果根据冶金学特征进行分类，分为普通高强度钢(C-Mn钢、高强度IF钢、BH钢、IS钢、HSLA钢)和先进高强度钢(DP、CP、TRIP、M、HF)。 (1)高强度钢(IF)
高强度IF钢属于固溶强化钢，在超低碳、铝镇静钢中添加P、Mn和Si等固溶强化元素来提高强度，抗
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拉强度可达450MPa。高强度IF钢具有良好的机械性能和抗二次加工脆性、化学处理性和合金化镀锌适应性。广泛应用在车身结构件、开启件上。 (2)烘烤硬化钢(BH)
BH钢金相组织以铁素体为基体，主要以固溶强化来提高强度。其特点是添加的磷元素在钢的冶炼过程中可以与碳、氮形成固溶强化。在钢板冲压过程中，基体(铁素体)“位错”密度增加，碳、氮原子向“位错”扩散的距离缩短，当BH钢车身进入涂装在烘烤炉中受热时，便赋予了固溶体中碳、氮原子扩散的能量，使碳、氮原子在“位错”处析出，从而提高了工件的屈服强度，故称此类钢为烘烤硬化钢[6]。
(3)低合金高强度钢(HSLA)
在冶炼过程中添加一些微量元素，使钢能析出一些细小的碳化物并使晶粒细化而提高钢材的强度。 (4)双相钢(DP)
DP钢的显微组织主要是铁素体和马氏体，马氏体以岛状分布于铁素体基体中，马氏体的含量在5%~20%，钢的强度随马氏体含量的增加不断提高。强度围一般为500~1000MPa。DP钢具有屈服强度低、初始加工硬化指数高、高的烘烤硬化性能、无屈服延伸和室温时效、高的能量吸收能力等特点，较好的实现了强度和成形性能的匹配。主要用于汽车结构件、安全件和加强件，如车轮、保险杠、横梁、纵梁、座椅导轨等零件。
双相钢是以相变为基础的新型高强度钢，在微观组织上，双相钢是以较软的铁素体加硬相马氏体所构成。在力学性能上，同时具有高的强度和加工硬化指数、低屈强比的特点。双相钢由低碳钢或低碳微合金钢经两相区热处理或控轧控冷而
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得到，马氏体以岛状分布于铁素体基体中(见图1、图2)，含量在5%-20%之间，钢的强度随马氏体含量的增加不断提高，强度围为500-1200MPa。DP钢具有较高的伸长率以及较高的加工硬化率，抗疲劳性能好。目前，DP钢的主要类型有DP450/DP600/DP780/DP980，主要用于汽车的结构件和安全件，如前纵梁、后纵梁、中支柱里板、座椅横梁等零件。法国阿塞洛、瑞典SSAB、日本新日铁、神户制钢等钢厂可以生产多种规格的双相钢。国宝钢、武钢、鞍钢可以提供一些等级的DP双相钢[7]。
图1 DP600金相组织 图2 DP980金相组织
图3 TRIP780金相组织中约18%残余奥氏体 图4 TRIP690金相组织中约10%残余奥氏
体
图5 DP钢与TRIP钢成形性对比 图6 TRIP钢与其他高强钢极限胀形高度对比
(5)相变诱导塑性钢(TRIP)
TWIP钢是一种具有高强度、高塑性、高吸收能的钢材，是近几年国外研究
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的热点钢种之一。TWIP钢在室温下的显微组织是稳定的残余奥氏体，但是如果施加一定的外部载荷，由于应变诱导产生机械孪晶，会产生大的无颈缩延伸，显示非常优异的机械性能，在具有高强度的同时兼有高延伸率和高加工硬化指数。TWIP钢的强度可以达到800MPa以上，延伸率可以达到60%~95%，30%应变时的n值可以达到0.55[8]。
TRIP钢的显微组织主要铁素体、贝氏体和残余奥氏体，因此也称残余奥氏体(RA)钢。残余奥氏分布在铁素体和贝氏体的基体中，含量在5%~15%，马氏体和贝氏体等硬相以不同的含量存在。强度围一般为600~1000MPa。与DP钢相比，TRIP钢具有更高的延伸率，TRIP钢的初始加工硬化指数虽然小于DP钢，但在很长应变围仍保持较高的加工硬化指数，因此特别适合用于拉胀成形。TRIP钢也主要用于汽车结构件、安全件和加强件，如座椅结构、横梁、纵梁、翼子加强件等零件。
相变诱导塑性钢其金相组织为铁素体、贝氏体、残余奥氏体，见图3、图4。在变形过程中，残余奥氏体会发生诱导相变转化为马氏体，引起相变强化和塑性增长。这类钢兼顾了较高的抗拉强度和良好的成形性(见图5)，比双相钢成形性更好，同样具有BH钢性能，拥有更好的扩孔性(见图6) [9]。目前，此类钢板的主要牌号有TRIP590、TRIP690、TRIP780和TRIP780HR等，在汽车行业尚没有得到大规模应用。 (6)多相钢(CP)
多相钢组织与TRIP钢类似，基本上是在Mn-Cr-Si合金成分体系的基础上，依靠钛、铌、钒元素微合金化产生的晶粒细化效应和析出强化效应，结合适当的卷取工艺而生产的，主要组织为细小的铁素体和高比例的硬质相(马氏体、贝氏体)，
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含有铌、钛等元素。通过马氏体和贝氏体以及析出强化的复合作用，CP钢强度可达800-1000MPa，具有较高的吸收性能与扩孔性能，特别适合于汽车的车门防撞杆、保险杠和中立柱等安全件。 (7)热成形钢(HF)
热冲压成形技术是指将坯料加热至奥氏体化，然后在热状态下将坯料冲压成形，最后利用模具的冷却能力将零件淬火成马氏体。这项技术在使零件获得高强度的同时，解决了复杂零件几何形状控制和回弹等难题。相对于冷冲压成形板来说，热冲压成形用钢板的成分比较特殊，生产时还需要配备专用模具，因此无论在钢板的生产上还是加工上都比较特殊，相应的技术也掌握在少数公司手中。这类钢的成分特点是在C-Mn钢的基础上添加20~50ppm的硼，因此也称为含硼钢。
热成形钢是通过热成形技术获得的超高强度的马氏体钢。首先把常温下强度为500-600MPa的高强度硼合金钢板加热到880-950℃，使之均匀奥氏体化；然后送入部带有冷却系统的模具冲压成形；之后保压快速冷却淬火，使奥氏体变成马氏体，因而成形件得到强度硬化。冲压件冷却淬火后，强度可达1500MPa，见图7[10]。
图7 热成形钢加工工艺流程
热成形钢具有如下优点。 a.零件成形后强度指标大幅度提高。
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汽车用高强钢发展综述
