这才是真正的塑性钢，不信你看！

现代汽车制造的核心是安全和环保，对车身的要求是“增加强度、减轻重量”。 先进高强钢在此背景下蓬勃发展，广泛应用于汽车车身结构件和安全件。

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汽车用高强度钢种

1.双相钢（DP钢、双相钢）

2. 复相钢（CP钢、复相钢）

3.相变诱导塑性钢（TRIP钢）

4.马氏体钢（MS钢、马氏体钢）

5、淬火球墨钢（QP钢、淬火分切钢）

6.孪晶诱导塑性钢（TWIP钢，Twining Induced Plasticity Steels）

7. 硼钢（PH钢或B钢，模压硬化/硼钢）

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▇ 双相钢（DP钢）

性能特点：无屈服伸长、无室温时效、屈强比低、加工硬化指数高、烘烤硬化值高。

典型应用：DP系列高强钢是目前结构件首选钢种，广泛应用于结构件、加固件和防撞件。 例如，车底横梁、钢轨、防撞杆、防撞杆加强结构件等。

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▇ 复相钢（CP钢）

性能特点：晶粒细，抗拉强度高。 与同抗拉强度水平的双相钢相比，其屈服强度明显更高。 具有良好的弯曲性能、高扩孔性能、高能量吸收能力和优异的翻边成型性能。

典型应用：底盘悬挂件、B柱、保险杠、座椅导轨等。

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▇ 相变诱导塑性钢（TRIP钢）

性能特点：组织中含有残余奥氏体，具有良好的成形性能。 在成形过程中，残余奥氏体会逐渐转变为硬质马氏体，有利于均匀变形。 TRIP钢还具有碰撞吸收能高、塑料制品强度高、n值高的特点。

典型应用：结构比较复杂的零件，如B柱加强板、前纵梁等。

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▇ 马氏体钢（MS钢）

性能特点：屈强比高，抗拉强度高，伸长率相对较低，需要注意延迟开裂倾向。 具有碰撞吸收能高、塑料制品强度高、n值高的特点。

典型应用：简单零件和截面相对单一的滚压成型零件的冷冲压，例如保险杠、门槛加强件和侧门防撞杆。

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▇ 淬火球墨钢（QP钢）

性能特点：以马氏体为基体相，利用变形时残余奥氏体的TRIP效应，可获得较高的加工硬化能力，因而比同级别超高强度钢具有更高的塑性和成形性。

典型应用：适用于汽车安全件和形状复杂的结构件，如A、B柱加强件等。

▇双诱导塑性钢（TWIP钢）

性能特点：TWIP钢是一种高C、高Mn、高Al成分的全奥氏体钢。 通过双诱导动态细化可以实现极高的加工硬化能力。 TWIP钢具有超高强度和超高塑性，强塑性体积超过50GPa%。

典型应用：TWIP钢具有非常优越的成形性能和超高强度，适用于要求高材料拉伸和胀形性能的零件，例如复杂形状的汽车安全件和结构件。

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▇ 硼钢（PH钢或B钢）

性能特点：超高强度（拉伸强度超过1500MPa），有效提高碰撞性能，车身轻量化； 零件形状复杂，成型性好； 尺寸精度高。

典型应用：安全结构件，如前后保险杠、A柱、B柱、中央通道等。

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汽车用钢的演变

自19世纪末德国工程师卡尔·本茨于1885年设计出第一辆由内燃机驱动的汽车以来，汽车制造过程中一直使用钢材。 20世纪初，随着钢板/钢带生产技术的出现和复杂成形加工技术的突破，汽车结构中的木质构件逐渐被钢板/钢带取代。 在随后的百年历史中，钢板/钢带成为汽车制造过程中的主导材料。 随着不同的历史时期，结合相应的国家战略、消费需求和技术能力，演变出了一系列汽车用钢材料，如图1所示。低碳钢（LC）和无间隙钢（IF）钢首先应用于汽车。 当时，这两类低强度钢可以满足强度、成形性、成本和设计的需要。 直到1970年左右的北美石油危机，汽车工业为了应对能源问题，开始研发高强度钢材以减轻重量、节省能源。 从此进入汽车钢板强度水平不断提升的良性循环。 尤其是在当前全球汽车轻量化的趋势下，钢铁行业的工人也在为此不断努力。

汽车钢板的分类

▇ 传统高强钢

传统的高强度钢主要是烘烤硬化（BH）钢，其力学性能如图2所示。在冲压后的涂漆过程中实现了强度的提高。 冲压过程中的应变硬化程度对后续烘烤过程中的强度提高有显着影响。 成形过程中的应变硬化主要是基于变形引起的位错密度的增加。 烘烤过程中强度的提高是基于过程中原子扩散对后续位错运动的阻碍。 成型方法的差异以及成型过程引起的应变量大小都会对烘烤硬化效果产生一定的影响。

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▇ 典型第一代先进高强钢及其控制技术

第一代先进高强度钢主要以双相钢（Dual Phase，DP）和相变诱导塑性（TRIP）钢为主。

DP钢因此而得名，它由两相组成，可以是铁素体+贝氏体或铁素体+马氏体。 其结构示意图如图3所示。铁素体作为软相，保证其具有一定的塑性，易于成型； 贝氏体/马氏体作为硬质相，保证了其具有合理的强度。

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▇典型第二代先进高强钢及其控制技术

第二代先进高强钢主要是孪生诱导塑性（TWIP）钢。 TWIP钢是基于变形过程中由于奥氏体相的变化而形成的机械晶体，如图5所示。由于晶体的形成，可以吸收碰撞过程中的能量。 其基本成分为18%Mn-3%Si-3%Al。 当然，这个组成可以根据不同部件对各相性能的不同关注点以及生产过程中的瓶颈问题进行适当调整。

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▇ 第三代先进高强钢的开发

第三代先进高强钢是根据第一代和第二代高强钢领域的差距，开发高强度、高塑性、综合性能优良的品种，如Q&P（淬火和配分）钢、是目前国内外的研究热点。 。 Q&P钢的室温组织为铁素体、马氏体和奥氏体。 其设计原理是淬火到一定温度形成相当数量的马氏体后，有一个二次加热过程，如图6所示。这个过程实现了马氏体中的碳原子向残余奥氏体的扩散，从而提高了其稳定。 该工艺生产的高强钢可远远超过第一代、第二代先进高强钢的强塑性能力。

汽车用钢发展趋势及研究热点

通过高强度钢材的应用，可以在不损失强度的情况下减薄车身的各个部件。 欧美已一致认为，通过在车身结构中应用600MPa/40%至1600MPa/20%高强钢，可使车身重量至少减轻5-8% ，这为该性能范围内各系列高强钢的发展带来了机遇。

关于汽车用钢的下一步发展方向和研究课题，国际NSF组织（National Steel Fabrication）、美国能源部（Department of Energy）、美国AISI钢铁协会（American Iron and Steel Institute）和A/SP（汽车/钢铁合作伙伴关系），提出了大学、研究所和其他机构的以下研究领域：

先进高强钢的显微组织和力学性能；

先进高强度钢的碳扩散工艺；

先进高强钢的粒度及界面效应；

先进高强度钢中的纳米针状铁素体型双相钢；

高强度高塑性贝氏体钢；

先进高强度钢的成形性和回弹行为；

对应型号为先进高强钢。

需求会推动相关技术的进步，技术进步也会刺激需求的增加。 轻量化的大趋势将推动钢铁行业技术的不断进步，从而为更先进钢板的应用创造条件。 汽车用钢的下一步发展方向，或者说当今时代更理想的汽车钢板材料，应该具备以下条件：低碳（高焊接性）、低成本（低合金添加）、高成形性、易于组装和修复。 如今，各系列汽车高强钢普遍存在一定的局限性，如成分差异较大、表面质量不一致等，这些都给最终涂装带来一定的困难。 未来应该从全流程的角度来考虑各种材料的评价，这样才能设计和生产出好的、实用的产品。