汽车用钢板现状和前瞻.docx
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汽车用钢板现状和前瞻
汽车用钢板现状和前瞻
用于制造汽车的钢板简称汽车板，制造一辆轿车约需使用薄钢板600～800kg。
根据汽车板的使用部位是否暴露在外，又可将它分为汽车外板和汽车内板。
其中，汽车外板是汽车板中生产难度最大的产品，通常采用德国标准称之为“O5”板，它要求表面无缺陷，同时还要具有一般汽车板所要求的优良冲压成型性、焊接性及耐蚀性。
为解决腐蚀问题，新型的镀层钢板应运而生。
目前，汽车制造业规定的汽车车体表面涂层耐蚀为5年、车体穿孔耐蚀为10年。
1中国汽车板生产企业情况
2002年，宝钢已实现向南京菲亚特、上海通用、上海大众、一汽大众、神龙汽车、广州本田、风神汽车、东南汽车、长安汽车、四川丰田及国内各大客车制造厂定向批量供货，包括蓝鸟、通用别克、帕萨特、一汽奥迪A6在内许多车型都采用宝钢汽车板。
2003年，宝钢先后与上汽集团、一汽集团、东风集团签署战略合作协议，与3大汽车集团在钢材供应、技术开发、钢材及零部件加工、物流管理、企业管理、汽车销售等方面展开全方位合作。
截止2005年3月份，宝钢股份已有15个钢种通过通用北美汽车总部的认证，用于上海通用中高档车型的45个零部件的生产。
继宝钢之后，鞍钢成为国内第二家具备轿车面板批量生产能力的企业。
鞍钢新轧—蒂森克虏件镀锌钢板公司年产汽车镀锌板32万吨；其IP冷轧轿车板及IF汽车用钢已用于红旗轿车生产。
首钢也建设了20万吨镀锌板生产线，2005年3月份国家发改委做出批复，同意首钢于2007年在北京顺义区建设150万吨冷轧薄板项目，其中有40万吨左右是汽车板，大约满足80万辆汽车生产的需求量，2003年公司发行可转债所募的20亿元资金将全部用于该项目。
武钢“十五”期间计划投资的215亿元中，重点建设的两条精品生产线之一便是以汽车钢板为主的宽带精品生产线。
而邯钢与奥地利钢铁联合公司签署的130万吨冷轧薄板工程项目总投资40多亿元，年生产能力将达130万吨，其中80万吨也将为汽车用钢。
2005年5月份，广钢集团珠江钢铁公司与中国国际海运集装箱（集团）股份有限公司宣布，由两家公司合作开发的高强度汽车板已获得成功。
据了解，此次珠钢与中集集团合作生产的高强度汽车板主要用于运输汽车车大梁、支柱等结构件。
另据业内人士透露，许多民间资本也正在考察汽车板材市场，并表现出强烈的投资欲望。
在宝钢、武钢等国内钢铁巨头相继进军车用钢板后，国外钢铁企业也不甘寂寞，掌握某些产品生产技术的跨国公司正在利用其技术优势，采用合作、联盟等方式抢滩中国汽车钢板市场。
韩国浦项制铁2003年前便在顺德、大连、张家港、青岛合资建设4座板材生产厂，并有计划再建新厂；与此同时，浦项在对华直接出口中车用钢板已扩大到20万吨，占其汽车钢板年出口总量的25％。
2003年底，宝山钢铁股份有限公司、新日本制铁株式会社以及目前全球最大的钢铁制造商——欧洲阿赛洛公司，共同签署1800毫米冷轧工程合资协议，三方总投资达65亿元人民币，出资比例分别为50％、38％、12％，汽车钢板生产规模将达每年170万吨，其中冷轧钢板90万吨，热镀锌钢板80万。
此外，美国、印度、俄罗斯等国的钢铁企业，也在不断寻求与中方企业联手进行汽车板材生产。
2国内汽车板的需求及特点
同国外使用的汽车板品种相比，国内汽车板的品种相对落后，主要以低碳铝镇静钢为主，而代表汽车板发展趋势的高强度和镀锌钢板使用比例较少。
WTO的加人进一步加快了国内汽车工业的发展，车型更新周期越来越短，生产量也逐年增大，特别是轿车。
与此同时，国内轿车用汽车板的要求也逐渐与国际的接轨。
如一汽奥迪A6、上海大众B5、上海通用的Buick轿车及一些家轿车等就大量采用了高强度、镀锌钢板以及激光拼焊板等。
引进车型的种类繁多导致了汽车板标准、规格和品种需求的多样化，如大众系列轿车用钢板采用德国标准，品种涉及热镀锌、电镀锌和高强度钢板等，最宽达1800mm，最厚达4mm；富康轿车用钢板采用法国标准，以热镀锌为主；夏利轿车用钢板采用日本标准，以热镀锌合金化为主；切诺基吉普车用钢采用美国标准，热镀锌和热镀锌热镀锌合金化并用。
经过多年的演变，目前各国轿都有各自的轿车用钢体系，而我国还未形成一个统一的汽车板标准，国内汽车板的这一特点大大提高了钢厂供应的难度，特别是在使用量不大的情况下。
3汽车钢板的发展趋势
世界上轿车用钢板的趋势向高强度钢发展。
目前，日、美、欧高强度钢板用量约占钢板总量的50％左右，正在向60－70％迈进，特别是“超轻车身”的出现，高强度钢板用量达98％。
国内20世纪90年代，主要是开发超深冲IF钢，高强度钢板基本上处于试验阶段。
由于国内钢厂生产条件、技术水平参差不齐，这里仅以国内先进水平的宝钢为例，概要说明汽车钢板的发展趋势。
2004年，宝钢汽车用钢板为173万吨，约占全国汽车用钢板的50％左右，轿车用钢板高的多。
宝钢汽车用钢板的发展情况
（1）20世纪90年代前期，以生产低碳铝镇静钢，生产工艺以罩式退火为主，代号产品为st12、st13、st14等。
（2）20世纪90年代后期，大力发展超深冲IF钢和高表面质量的“O5”钢板。
同时开展一些冷轧高强度钢板的试验工作，如BH340、BP340、BP380等。
（3）21世纪初，由于三期工程较多，并拥有冷连退火生产线，大力发展高强度钢板，如B170P1、B210P1、B250P1、B140H1、B180H1等。
（4）2003－2004年，开发冷轧双相钢板和相变诱导塑性钢，同时开发各向同性钢和热镀锌外板。
2汽车常用钢种简介
（1）超深冲IF钢：
钢中C≤0.005％加入强的C、N化合物成形元素，使产品具有强的有利织构，形成高的r值、n值和高塑性的钢板，即st16、BSC3O5等。
IF钢已经成为一个国家汽车钢板生产水平的标志。
目前，宝钢生产的IF钢已实现100万吨大观，生产工艺成熟，质量十分稳定的钢种，Y.S140Mpa、Y.S290Mpa、EL45％、r值平均2.2、n值平均0.245。
（2）冷轧高强度钢（BP钢）：
在IF钢中加入适量的P元素，得到不同强度级别的钢种如B170P1、B210P1等。
大家都知道P为置换固容强化，由于P、Fe原子半径不同，产生晶格畸变，使钢强化。
P元素强化钢的优势：
P强化能力强，钢生产成本低，具有好的高－塑平衡，在抗拉强度360MPa时，其延伸率达43％（L0＝50）；具有高r值（r值1.8以上）；具有优于低C钢的耐腐蚀性（提高15％－30％），可抵消由于用高强度钢厚度减薄的不理影响，点焊性能与低C钢相当。
因此，从20世纪70年代开始得到了广泛的应用。
（3）烘烤硬化钢（BH钢）：
基于在成形前钢板强度较小，变形后钢板强度较大的思路，开发出烘烤硬化钢，经常用于车身外板。
其烘烤强度（BH值）约为40MPa。
烘烤硬化的机理是高温下（170度）间隙原子会进行时效的反映，使得钢在最后的过程中有一个固溶强化的过程，在成形后强度再有一个提高。
生产难点是钢种残存固溶C量（约15ppm，即0.0015％C）。
以B180H1为例，Y.S＝200MPa，T.S＝350MPa，El％＝42％，r＝1.8，n＝0.215，BH＝50MPa。
（4）冷轧各向同性钢（IS钢）：
表面件希望压边料均匀进入，不因为料的方向不同（纵向或横向）而产生较为明显的制耳，开发各相同性钢，其Δr约为＋0.15％～－0.15％之间（各相异性钢Δr：
＋0.5％～－0.5％之间）。
主要用于外部件，如车身外板，发动机罩外板等，宝钢开发强度级别为220MPa，260MPa。
目前已用于一汽大众，上海大众和上海通用车身外板。
（5）冷轧双相钢（DP钢）：
以快速冷却方式冷却到Ms点，得到铁素体＋马氏体组织，马氏体量为5～20％，马氏体量越高，钢板强度越高。
其主要添加元素为Si、Mn、Mo、Cr。
已形成了Si-Mn系、Si-Mn-Cr系和Si-Mn-Mo系，目前可生产400～1200MPa抗拉强度的双向钢，一般有540MPa、590MPa和640MPa三种强度级别材料，其优点是强度和延伸率都很高、延伸率好、屈服强度较低，更易变形，具有良好的冷成形性，其重要特性是具有优良的翻边性能，很适合冲压翻边性能良好的部件。
在车身用钢中占有举足轻重的地位（用量在50％，如超轻车身用量高达74％）。
宝钢已有B240/390DP，B280/440DP，B340/590DP和B400/780DP。
一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且成型要求也较严格的汽车零件，如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等，随着钢种性能和成型技术的进步，DP钢也大量用于汽车的内外板零件。
（6）低合金高强钢板：
在低碳钢中添加少量的铌和/或钛合金元素，使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体上析出从而提高钢的强度。
这种钢板具有良好的成型性和较高的强度，主要用于汽车座椅、横梁等结构件。
（7）TRIP钢（相变诱导塑性钢）：
在C，Si，Mn钢中成形以快速冷却到下贝氏点，得到铁素体＋贝氏体＋残余奥氏体的三相组织，残余奥氏体量为5％～15％，残余奥氏体越高，强度越高。
此钢种具有高强度、高塑性和高碰撞吸收能。
TRIP主要用于汽车结构件，就功能性来讲因其TRIP效应的存在能够在冲压后得到非常高的强度，就加工性能来讲且由于初始残余奥氏体的存在其冲压性能优良。
冲压成型过程中由于TRIP效应残余奥氏体转换为马氏体使得材料强度升高，不同成型形状和深度的拉延产品TRIP效应的程度不同，TRIP效应主要发生在应力集中区域。
目前宝钢已开发B380TR（Y.S>380MPa,T.S>600MPa）的冷轧钢板。
（8）Q&P钢（淬火配分钢）：
Q&P钢是一种新型的高强度、高塑（韧）性的马氏体钢,属于第三代高强钢,可以达到的力学性能范围为:
抗拉强度800～1500MPa,伸长率15%～40%。
目前,国内外对Q&P工艺的研究还处于起步阶段,相关的理论研究仅为初步探索阶段。
不过,Q&P钢具有优异的强度和塑性综合性能,作为汽车结构用钢,可大大减轻车体质量,增强车体抵抗撞击的能力,提高汽车运行的安全性,具有很好的发展前景。
（9）低合金钢强度热轧钢板：
随着汽车向轻量化和节能方向发展，用高强度钢板生产汽车零件已成为发展趋势。
热轧高强度钢板在载货汽车上用量很大，约占载重车用热轧钢板总量的60-70％。
主要用于汽车车架纵梁、横粱，车厢的纵、横梁以及刹车盘等受力结构件和安全件。
经过多年的开发和应用研究，我国已形成锰钢或锰稀土系列，硅—钒钢、含钛钢系列和含钒钢系列。
（10）热轧含钛钢系列：
含钛系热轧钢板含钛热轧钢板在汽车上的用量很大。
由于含钛钢板强度高，实际冲压性能好，不仅可大幅度降低汽车自重，同时，汽车使用寿命成倍提高。
钢中加入钛，既提高钢板的强度，又改变钢中硫化物夹杂的形态和分布。
含钛钢板的冲击韧度很高。
但热轧含钛钢也存在一些问题，一是钛对温度很敏感，当终轧后冷却速座控制不当，会导致含钛钢板的头、中、尾的强度波动大，形成强度分布的盆形曲线。
（11）热轧含铌钢系列：
为节约合金元素，降低钢的生产成本，目前，国内外大量应用热轧含铌钢板。
铌的强化能力大于钛，由于钛优先与氮化合并与硫形成钛硫化合物，直接增加了钛在钢中的含量。
铌只是强化元素，要获得同级强度的钢板，钢中含铌量仅为含钛量的1/3左右，显示了含铌的优越性。
3汽车常用钢板牌号和用途
3.1冷轧板
冷轧钢板具有各种卓越的性能,其中包括优良的加工性能和平滑、美观的表面,在车身上广泛地被使用，根据用途不同对各牌号进行了分类见表1。
表1
产品大类
标准号
牌号
用途和特点
低碳及超低碳
钢
一般用（CQ）
JISG3141-1996
（Q/BQB402－2003）
SPCC
一般用，具有一定的延展性，适用于简单成形，弯曲或焊接加工
EN10130-1999
（Q/BQB403－2003）
DC01
Q/BQB408－2003
BLC
冲压级（DQ）
JISG3141-1996
（Q/BQB402－2003）
SPCD
冲压用，具有比一般级较大的延展性，适用于制造冲压成形及较复杂变形加工的零部件
EN10130-1999
（Q/BQB403－2003）
DC03
Q/BQB408－2003
BLD
深冲压用（DDQ）
JISG3141-1996
（Q/BQB402－2003）
SPCE、SPCEN
深冲压用，具有比冲压级更大的延展性，适用于制造深冲压成形及复杂加工的零部件
EN10130-1999
（Q/BQB403－2003）
DC04
Q/BQB408－2003
BUSD
特深冲压用（EDDQ）
EN10130-1999
（Q/BQB403－2003）
DC05
特深冲用，具有比深冲压级更大的延展性，适用于制造特深冲压成形及更复杂加工的零部件
Q/BQB408－2003
BUFD
超深冲压用（SEDDQ）
EN10130-1999
（Q/BQB403－2003）
DC06
超深冲压用，具有比特深冲压级更大的延展性，深冲性及拉延性均优于EDDQ
Q/BQB408－2003
BSUFD
加磷高强度冷连轧钢板及钢带
Q/BQB411－2003
B170P1
冲压用，具有良好的冲压性能同时有高的强度，对部件减薄有利，适用于对抗凹陷性能有较高要求的零部件
B210P1
一般用，有高的强度，对部件减薄有利，适用于对抗凹陷性能有较高要求的零部件
B250P1
结构用，有高的强度，对部件减薄有利，适用于制作抗凹陷性能有较高要求的零部件
B180P2
一般用，具有一定的冲压性能和较高的强度，适用于制作抗凹陷性能有较高要求的零部件
B220P2
结构用，具有高的强度，适用于对抗凹陷性能有较高要求的零部件
注1：
B170P1、B210P1和B250P1为超低碳钢，B180P2和B220P2为低碳钢。
烘烤硬化高强度冷连轧钢板及钢带
Q/BQB416－2003
B140H1
深冲压用，冲压性能优良，经涂漆烘烤后，强度有一定提高
B180H1
冲压用，经涂漆烘烤后，强度有一定提高
B180H2
注1：
B140H1和B180H1为超低碳钢，B180H2为低碳钢。
双相高强度冷连轧钢板及钢带
Q/BQB418－2003
B340/590DP
用于各种结构件、加强件
B400/780DP
用于各种加强件、防撞件
低合金高强度冷连轧钢板及钢带
Q/BQB419－2003
B340LA
用于各种结构件
B410LA
用于各种结构件、加强件
注：
此标准为宝钢产品采用的标准
3.2热轧板
热轧板主要用在卡车的纵梁、横梁上，乘用车车身上热轧板使用比较少，主要应用于安装支座、支架，安装螺母板、铰链等结构上，常用热轧材料如表2。
对于热轧板其表面处理方式可采用非酸洗表面和酸洗表面（P）两种方式，车用热轧板多用酸洗处理，对于热轧酸洗表面钢板及钢带，公称厚度≤6.0mm。
表2
牌 号
标准
公称厚度mm
用 途
冷成型用热连轧
钢板及钢带
SPHC
JISG3131-1996
（Q/BQB302-2003）
≤16.0
一般用
SPHD
≤16.0
冲压用
SPHE
≤8.0
深冲用
结构用热连轧钢板及钢带
SAPH310
JISG3113-1990
（Q/BQB310-2003）
1.6～16.0
用于要求成型加工性能的汽车构架、车轮等汽车结构件
SAPH370
1.6～12.5
SAPH400
1.6～12.0
SAPH440
1.6～4.5
510L（B510L\W510L\M510L）
GB/T3273-2005（Q/BQB310-2003）
1.6～14.0
供制造汽车大梁、横梁用
550L（B550L）
4.0～8.0
备注：
上表中供制造汽车大梁、横梁用的热轧材料有宝钢的生产的B510L、B550L，武钢生产的的大梁钢牌号有W510L、W590L；马钢生产的大梁钢牌号为M510L。
牌号中的数字代表材料的最低抗拉强度，如B510L，表示宝钢生产的此规格产品的抗拉强度不低于510MPa。
4材料的选用原则
钢铁企业要基于汽车板预定的用途生产不同特性的钢板，这些特性包括：
屈强比、烘烤硬化性能、吸收能、加工硬化、屈服延伸、成形性、抗疲劳性能、焊接性能、弯曲性能、时效、回弹、各向同性、抗二次加工脆性等。
4.1冷轧板
选材中要注意到材料的化学物理性能、机械性能和工艺性能，如屈服强度、抗拉强度、延伸率、耐腐蚀性、焊接性能，深冲和冷弯性能、经济性、可获得性等，从使用、工艺和经济三方面来考虑。
对于CQ级别，一些简单成形，结构简单推荐选用价格相对便宜的SPCC。
对于DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ同一级别的牌号（表3），从上到下，其性能逐步提高。
同一冲压级别中，B开头的系列（宝钢自我编号）性能较为稳定，推荐优先选用。
为减轻车身重量，降低采购成本，提高整车强度，建议加大高强度钢的选用力度。
备注：
考虑到材料使用后废料的回收难度比较大，造成材料的严重浪费，增加了整车成本，结合中国市场的情况，目前阶段车身薄板材选料不选用镀锌钢板。
4.2热轧板
热轧板主要用在卡车的纵、横梁上，目前主要使用抗拉强度为510MPa和550MPa
的大梁钢，推荐牌号：
B510L、B550L、W510L、M510L。
热轧板在乘用车上使用较少，主要用于铰链螺母板、加强版、撑板、支座等结构上。
5优先选用的规格
通过对目前已生产和正在设计车型车身薄板材料的统计（Refine、refine2、SRV、C926、BMPV、A108）,组合成材料库如表3、4。
后续车型设计车身选材时优先选用其中的牌号及规格。
表3冷轧板材料库
牌号
规格mm
参考价格
NO.
名称
0.6
0.7
0.8
1.0
1.2
1.5
1.6
1.8
2.0
2.5
3.0
3.2
1
SPCC
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
6150
DC01
√
√
√
√
√
√
√
BLC
√
√
√
6300
2
SPCC-FD
√
√
6350
3
SPCD
√
√
√
√
√
√
√
√
6430
DC03
√
√
√
√
√
√
√
√
√
4
SPCD-FD
√
6630
BLD-FD
√
5
BUSD
√
√
√
7460
SPCE
√
√
√
√
√
√
√
DC04
√
√
√
√
√
√
√
√
√
SPCEN
√
√
√
√
√
√
√
√
7555
6
SPCE-FD
√
√
7660
SPCEN-FD
√
√
7755
DC04-FD
√
√
7660
7
BUFD
√
7600
DC05
√
√
√
√
√
√
8
BSUFD
√
7800
DC06
√
√
√
√
9
DC06-FD
√
√
8000
10
B170P1
√
√
√
√
√
√
7400
11
B210P1
√
√
√
√
√
√
√
7600
12
B250P1
√
√
√
√
√
√
√
7800
13
B180H1
√
7500
14
B340LA
√
√
√
√
√
√
7800
15
B410LA
√
√
√
√
√
16
B340/590DP
√
√
√
√
√
7800
17
B400/780DP
√
√
表4热轧板材料库
牌号
规格mm
参考
价格
NO
名称
2.0
2.5
3.0
3.2
4.0
4.5
5.0
6.0
7.0
8.0
10.0
1
SPHC-P
√
√
√
√
5800
2
SPHD-P
√
5900
3
SAPH370-P
√
6100
4
SAPH400-P
√
6100
5
B510L
√
√
√
√
√
√
√
√
√
5300
W510L
√
√
√
√
√
√
√
M510L
√
√
√
√
√
√
√
√
6
B550L
√
√
√
√
√
√
√
√
5400
备注：
同一牌号的价格（元/吨）根据厚度的不同、采购的时间不同而有差异，此次取用的价格粗略取其平均值，误差较大，只可作为参考。
6按照汽车类型分类
6.1货车
6.1.1大梁板
大梁板是货车使用的主要专用钢材品种之一，属于热轧中厚板。
大梁板的规格为（4～16）mm×（1400～2000）mm；抗拉强度级别为375～510MPa，少量中重货车已经使用强度为590MPa的产品。
目前，强度为510MPa以下的大梁板国内完全可以满足供应，但是强度为590MPa的产品只有少数钢厂可以批量供应，货源较紧张。
然而，进一步提高强度是大梁板的一个发展方向，国外货车的大梁板强度最高已达到900MPa。
我国一些合资的货车制造企业已经按照使用高强度大梁板的条件，建设新的货车生产线，准备使用700～900MPa的大梁板。
随着我国钢铁企业装备水平的提高以及产品研发水平的提高，已经具备了生产590MPa以上高强度大梁板潜力。
6.1.2热轧酸洗板
货车使用的热轧酸洗板主要用于货车车轮（包括轮辐和轮辋）和驾驶室、车厢侧围板、车厢底板和冲压件等，规格为（1.8～6）mm×（800～1850）mm。
其中1.8～3mm以下规格的产品，可以部分代替普冷深冲板。
在保证性能和表面要求的基础上，用热轧板代替普冷板是板材的发展方向之一
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