汽车外覆盖件与内覆盖件的选材要求及特点解析

外罩

翼子板、侧围板、门板、引擎盖板、行李箱盖板等外露部件对表面质量要求较高，必须耐腐蚀；同时要满足强度和刚度的要求，达到良好的抗凹陷性能；另外还要求有良好的成形性，但也应在一定的厚度以下。一般采用0.6mm-1.0mm厚度的薄板，采用表面有镀层的镀锌或锌铁合金钢板。由于引擎盖、门板、行李箱盖等外板对刚度和成形性的要求，目前多采用BH烘烤硬化钢或DP450双相钢；一般抗拉强度≥300Mpa，n≥0.21；r≥1.3；δ≥34%；屈强比≤0.61，这样也达到了减轻车身重量的效果。

内盖

内盖变形复杂，需要进行大量的深拉，因此塑性应变比和伸长率要求较高，由于变形较大，变形均匀性也要求较高，材料厚度一般选取0.8mm-1.2mm，n≥0.24；r≥1.5；δ≥42%；屈强比≤0.61，还需要有一定的防腐能力。

功能部件

载荷甚至冲击都要求有足够的强度和刚度。例如门柱、窗柱的抗拉强度要求为600Mpa，目前多选用双相DP钢、相变诱导塑性TRIP等高强度钢。必须保证良好的成形性和强度要求。门柱内板强度一般选用300Mpa以上，n≥0.24；r≥1.4；δ≥45%。门柱、门框、横梁、加强梁等功能件需要承受一定的载荷甚至冲击，要求有足够的强度和刚度。例如门柱、窗柱的抗拉强度要求为600Mpa，目前多选用双相DP钢、相变诱导塑性TRIP等高强度钢。必须保证良好的成形性和强度要求。 门柱内板强度一般选取300Mpa以上，n≥0.24；r≥1.4；δ≥45%。

加强板零件

加强板零件一般有三种类型：1、对于一些局部受到集中载荷的部位，添加加强筋，可以分担部分载荷，提高此部位的刚度；2、采用具有吸振功能的钢板做加强筋，起到减振作用，保证整车的安全性；3、另一些加强板也是结构件，要求耐腐蚀，如翼子板、下横梁等，其强度要求也较高，要求在300Mpa以上，≥0.21；r≥1.3；δ≥34%，屈强比小于0.66。

底盘部件

DP双相钢用于汽车结构件、安全件及加强件，如车轮、保险杠、横梁、纵梁、座椅导轨部件等，其屈服强度为500MPa~900MPa。经热处理可获得0%铁素体+20%马氏体的晶体组织。屈强比小，抗初始加工硬化性能、伸长率、烘烤硬化性能好；回弹大但扩孔性能差；也可采用TRIP相变诱导塑性钢。组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体，F+B+RA（5%~15%），强度为600MPa~1000MPa。其特点是初始加工硬化指数较DP钢小，但在很长的应变范围内仍保持较高的加工硬化指数，特别适用于低膨胀成形。

热轧钢板

低合金高强度钢通过控轧控冷、细化晶粒、沉淀强化，获得优良的综合力学性能，屈强比高，回弹大。一般随强度的提高，伸长率下降。为改善冷成型性能和焊接性能，钢中碳含量趋于降低。一般用于汽车大梁、横梁、传动轴管、轿车底盘件等结构件。一般屈服强度大于550MPa，抗拉强度在600～950MPa之间，伸长率大于12%，冷弯直径为1.5a。

激光拼焊板

20世纪90年代末，激光拼焊板开始应用于汽车车身制造。激光拼焊板能有效减轻车身重量，提高整车安全性，同时降低制造成本。一般一个车身用拼焊板至少能用到20种零件。拼焊板的优点是把合适的材料用在合适的位置，可以减轻车身重量，减少汽车零部件数量，提高原材料利用率，增强车身结构功能，可以生产宽体车，降低汽车制造成本。使用拼焊板平均可降低整车成本300元；整车重量平均可减轻19Kg；整车零件数量平均可减少36个。

为了满足汽车对安全、价格、燃油、环境等客观要求，汽车钢板轻量化、高强度化是必然的发展趋势，尽可能地采用高强度板和焊接板是汽车钢板未来发展的趋势。

曲轴、连杆和转向齿轮用钢

汽车上大量的轴类零件主要采用调质合金结构钢和非调质钢制造，典型零件有曲轴、连杆、半轴、传动轴、前轴等。曲轴又分铸造曲轴和锻钢曲轴，锻钢曲轴钢在轻、中载发动机上常用40Cr、50MnB或45#钢制造。重型车或军车发动机曲轴则采用淬透性和韧性较好的钢种，如42CrMo、35CrMo等。目前，我国主要使用的连杆钢为规格为φ30～φ70的钢坯，主要品种有非调质合金钢45M5UA2、40MnS等。

半轴钢

汽车车轴承受较大的扭转和弯曲应力，因此既要考虑扭转强度，又要考虑弯曲强度，还必须有较高的疲劳强度。轿车和轻型车车轴多为冷挤压件，载重汽车车轴多为锻造件。

传动轴用钢

汽车传动轴是影响汽车安全性、舒适性的重要零部件，设计合理的汽车传动轴及其钢材是提高汽车质量的重要保证，目前国内各大钢厂生产的传动轴牌号有：50MnB、40Cr、35CrMo等。

齿轮钢

齿轮钢主要用于生产汽车变速箱轴类、齿轮零件；汽车驱动桥差速器主从齿轮、星齿轮、半轴齿轮；转向器蜗轮、蜗杆、齿条；发动机正时齿轮等。汽车齿轮钢不仅要求具有良好的韧性、耐磨性，以及承受冲击、弯曲和接触的能力，还要求变形小、精度高、噪音低。一般优质的齿轮钢主要表现在三个方面：端部淬硬带窄、离散性小；纯净度高；晶粒小而均匀。此外，良好的加工性能，包括冷热加工性能、易切削加工等也是汽车齿轮关注的重要指标。

弹簧钢

弹簧钢主要用于生产汽车钢板弹簧、汽车扭杆、螺旋弹簧、气门弹簧等。在所有汽车弹簧中，悬架弹簧和气门弹簧是最具代表性的产品。悬架弹簧作为汽车减震系统的重要组成部分，在汽车行驶过程中，随着路面条件的变化，悬架弹簧始终处于动态载荷状态。悬架弹簧不仅涉及乘客的舒适性，还涉及汽车的操纵性和安全性，其疲劳寿命尤为受人关注。气门弹簧长期在恶劣的工况条件下工作，需在高温、高频率下长期服役而不失效。气门弹簧的失效不仅表现为发动机驱动力的下降，还可能损坏发动机，因此，它一直被认为是发动机的心脏。汽车悬架钢板弹簧用热轧扁钢主要为硅锰钢，产量最大的为60Si2Mn(A)，约占60%-70%。 国内汽车气门弹簧钢的数量、质量、品种、规格与汽车工业的需要存在很大差距，钢种主要为50CrVA、55SiCr等。

轴承钢

汽车用轴承钢的质量要求如下：1、化学成分。钢的物理、化学、力学性能及金相组织等均由化学成分决定，改变化学成分将改变钢的基本性能。因此，轴承钢的化学成分必须符合标准规定的允许范围。2、内部质量：宏观质量——轴承钢内部应致密，不允许有肉眼可见的缺陷使钢基体分裂；微观质量——轴承钢内部组织应均匀，纯净度要高。电机、汽车轴承约占轴承总量的80%，代表牌号为GCr15和GCr15SiMn；铁路客货车轴承约占10%~15%，代表牌号为GCr18Mo；汽车轮毂轴承约占5%，代表牌号为S55C和R1070。

车轮钢

汽车车轮由轮辋和轮辐组成。轮辋经切割滚压、闪光焊接、水冷、去毛刺、扩口、滚扩、冲孔等工序完成；轮辐经正拉、反拉、镦粗整形、冲孔、修边、冲螺栓孔、球面翻边等工序完成。轮辋与轮辐采用CO2保护焊组装成车轮。车轮实体必须达到规定的台架疲劳试验次数后，方可装车使用。汽车车轮的制造工艺和车轮的使用条件对所用材料有非常严格的技术要求，除应具有良好的扩边性能、良好的冷成型性能、良好的闪光焊接性能和疲劳性能等综合力学性能外，还应具有良好的表面质量和严格的尺寸公差。为保证车轮的气密性，在运行过程中不产生较大的旋转振动或不平衡，必须保证钢板的厚度公差。这是我国发展车轮钢的难点。