随着我国环境法规逐步向发达国家水平看齐,汽车轻量化的发展趋势趋于常态化。实践表明,实现汽车轻量化最有效、可靠性高、性价比高的方法之一是提高汽车先进高强钢和超高强钢的应用比例,通过结构薄壁化、优化零件结构等方法实现车身轻量化。然而,随着汽车先进高强钢强度的增加,材料延展性降低、回弹增加,对材料的成形性和焊接性造成不利影响,提高了汽车制造企业的加工难度和制造成本。 围绕着汽车钢强度高、易成形的发展趋势,目前的汽车高强度钢板可分为第一代、第二代、第三代三大类,其中,第三代高强钢引起汽车及冶金企业的广泛关注,它弥补了第一代汽车钢强塑积较小和第二代汽车钢工艺复杂、生产成本高的不足,以强度高、吸能性强、塑性适中、冶金性能稳定、成本适中为主要特点。高强钢吸能性评价是以它的强塑积(抗拉强度 ×伸长率)作为评价指标,目前第一代高强钢的强塑积≤15GPa%,第二代高强钢为50~70GPa%,第三代高强钢介于第一代与第三代之间,为20~40GPa%。第三代汽车高强度钢板的轻量化和安全性指标高于第一代汽车钢,而生产成本又显著低于第二代汽车钢。 第一代汽车钢强度越高,可塑性越低,因而很难同时实现高强度和高可塑性。目前,全球车企普遍采用的 DP钢、CP钢、热成形硼钢都属于第一代汽车钢。这类钢材抗拉强度与延伸率的乘积(强塑积)一般为15GPa%的水平,强度越高,可塑性越低,很难同时实现高强度和高可塑性,因而难以适合未来汽车的轻量化和安全性需求。第二代汽车钢(如TWIP钢、奥氏体钢)塑性较高,强塑积达到了较高的50GPa%的水平,实现了强度和可塑性的同步提升。但它的缺点是,由于合金含量高,生产工艺要求复杂,成本昂贵,至今鲜有应用。第三代汽车钢的性能和成本介于第一代和第二代汽车钢之间,强度高、可塑性强,性价比更易被企业接受。第三代汽车钢可以全面应用在汽车车身、悬挂、发动机外壳等部位。在有些零部件上,使用更薄的第三代汽车钢,能比第一代汽车钢轻10%左右,让汽车更省油。第三代汽车钢不仅性能优异,更重要的是,其成本也被控制在了车企和消费者能接受的范围。 翁宇庆院士表示,第三代汽车钢吨钢生产成本只比第一代汽车钢多几十元;算上工艺成本,也只比第一代汽车钢多百元左右。但与第二代汽车钢相比,第三代汽车钢成本则下降了近 7成。成本的增加换来的是钢材强度的提升,在有些零部件上,使用更薄的第三代汽车钢,能比第一代汽车钢轻10%左右,让汽车更省油。