汽車用鋼發展趨勢：

    隨著社會對汽車“環保、安全和低價格”要求的提高，作為制造汽車主要原材料的鋼鐵，其最主要的發展趨勢之一是研發高強度鋼（HSS），目的是通過提高強度減薄鋼板的厚度來實現汽車的輕量化，進而實現汽車的“節能減排”。

    高強度鋼定義：

    在汽車用鋼領域內，強度是產品最重要的性能指標。一般將抗拉強度不小于340MPa級別的鋼稱為高強鋼，抗拉強度不小于780MPa級別的鋼稱為超高強鋼。下圖1是根據冶金機理劃分的不同強化機理的各種高強鋼的抗拉強度和延伸率的關系。

圖1：各種高強度鋼的抗拉強度和延伸率的關系

    先進高強度鋼定義：

    高強鋼分為傳統高強鋼和先進高強鋼。傳統高強鋼以鐵素體為主要微觀組織，主要通過析出和固溶等強化手段，強度一般在級別600MPa以下。在傳統高強鋼基礎上，引入馬氏體、貝氏體等高強度相結構，借助這些高強相的強化作用，在不對成分體系作顯著改變的前提下，大幅度提高材料的性能。這類以相變強化為主要強化機制的高強鋼被稱為先進高強鋼（AHSS），強度級別可覆蓋450MPa～1700MPa的范圍。

    先進高強度鋼發展趨勢：

    隨著材料強度的提高，鋼板的成形性會相應下降，沖壓成形困難，無法滿足汽車廠對材料提出的越來越高的要求。因此，汽車廠迫切希望鋼廠開發強度和延伸率兼顧的高強高韌性鋼板。鋼鐵研發人員在已有先進高強鋼的基礎上，在材料中引入FCC（奧氏體）相，利用奧氏體的相變強化作用，可進一步大幅度提高先進高強鋼的性能。目前已發展出了全奧氏體組織的第二代先進高強鋼和部分奧氏體組織的第三代先進高強鋼，形成了先進高強鋼家族的三代產品劃分。

    三代汽車用先進高強度鋼的劃分：

    ★第一代先進高強度鋼：

    包括雙相鋼（DP）、相變誘發塑性鋼（TRIP）、復相鋼（CP）和馬氏體鋼（Mart）等；其抗拉強度和延伸率的乘積約為10GPa%～15GPa%,是目前汽車用鋼中增長最快的一類產品；其合金元素含量較低，焊接性能較好；本類產品目前在寶鋼已趨于成熟。

    ★第二代先進高強度鋼：

    是全奧氏體組織，又稱孿晶研發塑性鋼（TWIP）；其抗拉強度和延伸率的乘積為50GPa%以上；其合金元素含量較高，Mn含量超過15％。

    ★第三代先進高強度鋼：

    以馬氏體或貝氏體為基體配合適當的殘余奧氏體，其抗拉強度和延伸率的乘積約為20~40GPa%,處在第一代和第三代鋼之間的藍海區域，是目前汽車用鋼中研發的熱點。

    第三代汽車用先進高強度鋼的實現技術路線：

    獲得第三代汽車用先進高強鋼有多種技術解決方案，寶鋼基于對汽車用鋼發展趨勢的判斷和對自身研發制造特點的理解，選擇了其中兩種作為第三代鋼的發z展方向：

    寶鋼第三代汽車用鋼—Q&P鋼

淬火延性鋼（Q&P）鋼金相圖

    本方法是通過一種特殊的熱處理工藝（淬火+配分，即Quenching and Partitioning）和成分的配合來獲得馬氏體＋殘余奧氏體的組織；特點：性能較第一代鋼有顯著提高，強塑積大于20GPa%；成分體系、生產技術、使用性能都與第一代鋼相近，易于產業化。Q&P鋼開發成功以來，寶鋼在國內外學術會議和刊物上不斷發表有關研究成果，并已申報國內國際專利。目前，寶鋼Q&P鋼已開發出無鍍層、熱鍍鋅、鍍鋅合金化等不同產品種類；980MPa、1180MPa等不同強度級別；高塑性、高擴孔性等不同性能特點的較為完整的產品線，可滿足不同用戶的個性化需求。Q&P鋼性能優越，技術成熟，獲得了國內外汽車主機廠和零部件廠用戶的廣泛關注，商業化前景廣闊。2004年開展Q&P鋼的實驗室研發工作。2009年實現980MPa級產品工業化樣件制造，并開展相關用戶認證評估工作。2012年實現批量化供貨，成為寶鋼第一種真正的全球首發產品。2013年寶鋼熱鍍鋅Q&P980（HC600/980QPD+Z）的樣件實現全球首發。

    寶鋼第三代汽車用鋼—Mn-TRIP鋼

中錳（Mn-TRIP）鋼金相圖

    成分體系和性能處于第一代和第二代之間，Mn含量在5～10％。特點：強塑積（＞30GPa%）；成分體系、生產技術和使用性能與現有產品差別較大，產業化方面還需要做一些工作。Mn-TRIP鋼開發了無鍍層、熱鍍鋅等不同產品種類；980MPa、1180MPa、1500MPa等不同強度級別的多個品種，受到國內外用戶和科研院所的極大關注。由于Mn-TRIP鋼的成分體系、制造技術和使用性能與現有產品存在加大區別，目前寶鋼正與國內外用戶共同進行Mn-TRIP的特性研究和商業化。2009年開展Mn-TRIP鋼的實驗室研發工作。2013年在國際上首次實現980MPa級產品工業化樣件制造。2014年實現1180MPa級產品工業化樣件制造，是寶鋼又一個汽車用鋼全球首發產品。

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責任編輯：王元

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