2015年12月，JFE開(kāi)發(fā)出同時(shí)具有良好延展性和擴(kuò)孔性的980MPa級(jí)高強(qiáng)冷軋耐磨鋼板，這在業(yè)界屬首例。
為提高超高強(qiáng)鋼的延展性，需在耐磨板的金屬組織中同時(shí)存在富有延展性的軟質(zhì)相和保證強(qiáng)度的硬質(zhì)相。因此，較大的硬度差成為缺陷源，造成延展翻邊、成型性能變差。而擴(kuò)孔性良好的超高強(qiáng)鋼金屬組織為單一的硬質(zhì)相，延展性較差。JFE采用獨(dú)有的熱處理技術(shù)，不僅在金屬組織中有軟質(zhì)相和硬質(zhì)相，還分散有中間硬度相，成功地降低了組織中的硬度差，提高了高延展性材料的擴(kuò)孔性。
蒂森克虜伯。2015年5月，蒂森克虜伯在日本橫濱太平洋國(guó)際會(huì)展中心舉行的“2015人與車科技展”上展出了用兩種高張力鋼板組合而成的復(fù)合鋼板制造的車身骨架部件。此次展出的是采用熱成型工藝制造的中柱試制品，預(yù)計(jì)該鋼板最早將于2017年被多家歐洲汽車廠商采用。
該復(fù)合鋼板TriBond分為中柱用途和前大梁用途兩種類型，采用兩塊拉伸強(qiáng)度為500MPa級(jí)的高張力鋼板夾住一塊1.5GPa級(jí)高張力鋼板的三層構(gòu)造。
中柱用鋼板的抗拉強(qiáng)度為1.3GPa，可進(jìn)行角度為85°的彎曲加工，可加工性比以前的1.5GPa級(jí)熱成型材料還要好。雖然材料成本比1.5GPa級(jí)熱成型材料高出5%左右，但可加工性良好，因此能夠減少材料用量，從而使重量減輕約8%。前大梁用鋼板的抗拉強(qiáng)度為1.1GPa，可進(jìn)行135°彎曲加工。為了在車輛發(fā)生碰撞后容易吸收沖擊能量，該鋼板的強(qiáng)度低于中柱用鋼板，因而更易發(fā)生變形。蒂森克虜伯通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，受到撞擊后，該鋼板只會(huì)翻折變形而不會(huì)發(fā)生破裂。
復(fù)合鋼板首先通過(guò)熱軋和冷軋工藝軋薄三層重疊的材料，然后再制成環(huán)形中間材料，以中間材料的形式向汽車廠商等供貨。采用熱軋工藝將厚度約為250mm的初軋板坯軋薄至約30mm時(shí)，三層鋼板會(huì)牢固地接合在一起。
強(qiáng)度和可加工性可通過(guò)改變?nèi)龑愉摪宓暮穸缺壤齺?lái)調(diào)整。如果是中柱用鋼板，兩塊500MPa級(jí)鋼板的厚度比例各為10%，而1.5GPa級(jí)鋼板的厚度比例為80%。如果是前大梁用鋼板，兩塊500MPa級(jí)鋼板的厚度比例各為20%，而1.5GPa級(jí)鋼板的厚度比例為60%。
日本。對(duì)層壓復(fù)合鋼板的開(kāi)發(fā)，是日本文部科學(xué)省“以超精加工技術(shù)材料為中心融合新興領(lǐng)域”的研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，該項(xiàng)目以開(kāi)發(fā)使汽車進(jìn)一步輕量化的新超高強(qiáng)度、高延展性材料為目標(biāo)。研究成果顯示，通過(guò)將硬質(zhì)組織與軟質(zhì)組織層狀組合，可實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度和高延展性的統(tǒng)一，即在保持超高強(qiáng)度的同時(shí)，層壓復(fù)合可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有單一材料難以實(shí)現(xiàn)的高水平的延展性。一直參與項(xiàng)目的新日鐵住金和JFE鋼鐵公司將把這些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于汽車用高比強(qiáng)度材料的開(kāi)發(fā)中。
日本政府主導(dǎo)的科研項(xiàng)目“創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)材料研究開(kāi)發(fā)”中的子項(xiàng)目“超高張力鋼板開(kāi)發(fā)”有望縮短預(yù)期的研發(fā)時(shí)間，于2017年提前完成。項(xiàng)目的目標(biāo)是在2020財(cái)年開(kāi)發(fā)出能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度1.5GPa和延伸率20%的超高強(qiáng)鋼板，以新日鐵住金、JFE鋼鐵和神戶制鋼所為主導(dǎo)的日本鋼企開(kāi)展了該項(xiàng)目的研究。項(xiàng)目中期目標(biāo)是在2015財(cái)年研發(fā)出抗拉強(qiáng)度1.2GPa、延伸率15%的鋼板，但在2014財(cái)年，這3家公司就已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室試制成功。
韓國(guó)。韓國(guó)政府非常支持“常溫成型延伸率25%以上、密度7.05g/cm3以上的GPa級(jí)低密度輕量鋼材”的開(kāi)發(fā)工作。浦項(xiàng)和現(xiàn)代制鐵正在加快研制具有2GPa級(jí)強(qiáng)度的汽車板。浦項(xiàng)為了滿足客戶需求，正在致力于開(kāi)發(fā)質(zhì)量?jī)?yōu)秀的超高強(qiáng)度馬氏體鋼，以及拉伸強(qiáng)度為1.8GPa—2GPa級(jí)熱成型鋼?，F(xiàn)代制鐵稱，正在開(kāi)發(fā)1.8GIGA—2GIGA級(jí)熱成型鋼和780MPa級(jí)底盤(pán)用熱軋鍍鋅板，而980MPa級(jí)底盤(pán)用熱軋鍍鋅板產(chǎn)品還在研究之中。
先進(jìn)高強(qiáng)鋼的應(yīng)用獲得認(rèn)可
鋼鐵企業(yè)所付出的巨大努力也已經(jīng)獲得汽車行業(yè)的高度認(rèn)可，多款新品得到了應(yīng)用。
2016年，通用旗下邁銳寶、君越、新君威、XT5陸續(xù)推出，上述新車均采用通用最新中高級(jí)車平臺(tái)打造，相比之前，運(yùn)用更多全新技術(shù)、材料，致力于在保證安全的前提下提升輕量化水平。其中，邁銳寶XL在車身大比例應(yīng)用了高強(qiáng)度鋼和超強(qiáng)度鋼，在保證強(qiáng)度的情況下，成功實(shí)現(xiàn)減重。作為別克新一代高檔轎車的代表之作，全新一代君越車身高強(qiáng)度材料的使用比例達(dá)75%，其中超高強(qiáng)度鋼比例罕見(jiàn)性地達(dá)到41%。在A柱、B柱、門檻梁、車頂和車底等核心區(qū)域，屈服強(qiáng)度在900MPa—1500MPa的超高強(qiáng)度鋼和熱成型鋼被大量使用，極大地提高了整個(gè)乘員艙的強(qiáng)度。前后車門內(nèi)，同樣以最高規(guī)格的PHS熱成型鋼作為防撞梁。此前，通用雪佛蘭樂(lè)風(fēng)RV率先在國(guó)內(nèi)大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用寶鋼第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼，整車采用高強(qiáng)度車身安全結(jié)構(gòu)，其中超高強(qiáng)度鋼使用比例為6%，超過(guò)同級(jí)其他車型，成功實(shí)現(xiàn)相關(guān)零部件減重20%。2015年6月上市的上海通用新生代運(yùn)動(dòng)轎車別克威朗車身采用高強(qiáng)鋼比例達(dá)72%。2015年7月，上汽通用五菱汽車發(fā)布家用SUV“寶駿560”，車身高強(qiáng)鋼使用比例超過(guò)55%。2016年1月，北汽紳寶X55上市，車身高強(qiáng)鋼使用比例達(dá)到68%。
在歐洲，浦項(xiàng)與雷諾三星汽車近日聯(lián)合發(fā)布公告稱，即將面世的車型SM6面板和內(nèi)部車體材料上已采用浦項(xiàng)生產(chǎn)的高強(qiáng)度汽車板。其中浦項(xiàng)生產(chǎn)的1000MPa級(jí)超高強(qiáng)鋼板在該車上的比重高達(dá)18.5%，而在雷諾三星現(xiàn)有SM5、SM7車型上的比重僅為2%左右，有了大幅提高。在18.5%的應(yīng)用比重中，抗拉強(qiáng)度1300MPa級(jí)的超高強(qiáng)鋼板比重為16%，剩下的2.5%為1180MPa級(jí)的超高強(qiáng)鋼板，同時(shí)采用了TWB—HPF技術(shù)。
鋼鐵行業(yè)追求進(jìn)步的腳步從未停止。在可見(jiàn)的未來(lái)，鋼材仍是汽車輕量化的主角。鋼鐵企業(yè)近年取得的顯著進(jìn)展和先進(jìn)高強(qiáng)鋼在汽車企業(yè)的應(yīng)用情況也表明，鋼鐵仍然大有潛力可挖，鋼鐵材料的應(yīng)用仍大有可為，尤其先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用還將有較大的增長(zhǎng)空間。為了提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，汽車主機(jī)廠和鋼廠EVI合作會(huì)越來(lái)越重要。鋼鐵企業(yè)要進(jìn)一步提高作為材料供應(yīng)商對(duì)汽車開(kāi)發(fā)的認(rèn)識(shí)，深層次理解汽車對(duì)材料的要求，引導(dǎo)汽車制造商使用先進(jìn)高強(qiáng)鋼和先進(jìn)成型技術(shù)等，共同推動(dòng)汽車工業(yè)鋼鐵材料研發(fā)和應(yīng)用的進(jìn)步。