定義
高強度鋼板是指牌號Q420鋼,強度高,特別是在正火或正火加回火狀態有較高的綜合力學性能。主要用於大型船舶,橋樑,電站設備,中、高壓鍋爐,高壓容器,機車車輛,起重機械,礦山機械及其他大型焊接結構件。
牌號Q460鋼,強度最高,在正火,正火加回火或淬火加回火狀態有很高的綜合力學性能,全部用鋁補充脫氧,質量等級為C、D、E級,可保證鋼的良好韌性的備用鋼種。用於各種大型工程結構及要求強度高,載荷大的輕型結構。
高強度鋼板的分類
普通高強度鋼板
(1)高強度IF鋼板是在IF鋼的基礎上,添加不同類型的強化元素(如固溶強化元素P、Mn、Si)和適當的軋制工藝控制,使鋼材在保證良好塑性和衝壓性能的同時,擁有較高的強度,滿足複雜形狀轎車衝壓件性能要求。
(2)烘烤硬化鋼板(BH鋼)包括IP鋼烘烤硬化鋼板和低碳烘烤硬化鋼板兩種。特點是鋼板衝壓成形前具有較低的屈服強度,通過衝壓成形後的塗漆烘烤工藝使鋼板的屈服強度增加。
(3)含磷鋼板利用磷在鋼中的固溶強化作用進行強化。含磷鋼板可以用來沖制一些形狀比較複雜的汽車衝壓件。
(4)超低碳含磷鋼板特點是具有良好的深沖性、塑性和韌性,P、Mn、Si等元素的固溶強化作用保證了其強度。
(5)各向同性鋼板(IS鋼)冷軋各向同性鋼屬於低碳微合金鋼,主要用於汽車外板,目前在歐洲已商品化,產品大類分為冷軋普板、電鍍鋅、熱鍍鋅和熱鍍鋅合金化產品,這類產品主要在歐洲系列車型上使用較多,日系汽車很少使用。
(6)低合金高強度鋼板汽車用熱軋低合金高強度鋼板,也稱為F-P型低合金高強度鋼板,在現代熱軋低合金高強度鋼板中,藉助添加合金元素而使鋼得以強化的主要機制有晶粒細化、析出強化、固溶強化甚至相變強化等。
高強度鋼板新品種
(1)熱衝壓鋼板近年開發了材料的熱沖後進行熱處理的新技術。這種技術套用於可以熱處理強化的鋼板,例如含B鋼板,將其加熱到900℃左右進行衝壓成形,大幅度降低了成形抗力,提高了材料的成形能力。沖成零件後,立即利用餘熱進行淬火處理。目前處理後的抗拉強度可以達到1500MPa左右。處理完的零件需進行噴丸處理,以去除氧化鐵皮,改善表面質量。
近年來生產上普遍採用的是帶有Al-Si預塗層的鋼板,可以在熱衝壓前的加熱過程中避免氧化,熱衝壓後表面形成Fe-A1-Si合金化層,零件無須噴丸清理,可直接塗裝,並且零件的形狀精度較好。典型牌號有Arcelor的Usibor1500P和預塗層的22MnB5等。
(2)twip鋼TWIP鋼的最大特點是強塑積高,可以達到50000MPa%,為TRIP鋼的2倍以上。TWIP鋼可以象DDQ級衝壓板一樣,衝壓出複雜形狀的零件,但強度卻要高出2~5倍;其抗拉強度與熱處理鋼相當,而塑性卻較熱處理鋼高10倍以上。
TWIP鋼的塑性變形的主要機制是位錯滑移,這會導致非常劇烈的加工硬化,從而導致TWIP鋼非常強的加工硬化能力和非常大的延伸率。這種性能即使在高應變速率下仍然保持著,因而在撞擊等高應變過程中,可以保證汽車非常高的安全性。
不同地區含義的差異
國內對汽車用高強度鋼板傾向於分為兩類:
普通高強度鋼板抗拉強度或屈服強度相對較低,或採用傳統工藝或傳統工藝少許改進即能生產出來高強度鋼板。如烘烤硬化鋼板、含磷鋼板、高強度IF鋼板以及HSLA鋼板等。
先進高強度鋼板需要採用先進設備及工藝方法才能生產出來的鋼板,如雙相鋼板(DP鋼板)、復相鋼板(CP鋼板)、相變誘發塑性鋼板(TRIP鋼板)和馬氏體鋼板(M鋼板或Mart鋼板)等。
日本
將抗拉強度不低於340MPa的冷軋鋼板和抗拉強度不低於490MPa的熱軋鋼板通稱為高強度鋼板(HSS)。
德國(BMW)
高強度鋼板(HSS)屈服強度高於180MPa(包括180MPa),低於300MPa的鋼板。
先進高強度鋼板(AHSS)屈服強度高於300MPa(包括300MPa),低於600MPa的鋼板。
超高強度鋼板(UHSS)屈服強度高於600MPa(包括600MPa)的鋼板。
ULSAB組織
ULSAB組織將高強度鋼板分為兩類:屈服強度為210~550MPa的鋼板定義為高強度鋼板(HSS);屈服強度大於550MPa的鋼板定義為超高強度鋼板(UHSS)。
國際鋼鐵協會(IISI)
把高強度鋼板從定性概念上定義為高強度鋼板(HSS)和先進高強度鋼板(AHSS)。