汽车用钢的在汽车上有哪些应用及其性能要求

【汽车用钢】常规汽车中各种钢材在汽车总重中所占比例为70%左右，汽车用钢材种类中主要是各类板带钢，按生产工艺不同，可分为热轧板(热轧薄板、中厚板)和冷轧板(普冷板、镀层板)；按钢板强度不同，可分为以IF钢(无间隙原子钢)为代表的具有超深冲性能的软钢系列和以TRIP (相变诱发塑性钢)钢为代表的高强度钢系列，通'常深冲钢是铝镇静钢和无间隙原子钢，高强度钢和超高强度钢是低合金钢、DP钢(双相钢)、TRIP钢、TWIP钢(挛生诱发塑性钢)和马氏体钢等；按钢板性能区分，可分为深冲钢(IF)、烘烤硬化钢(BH)、 低合金高强度钢(HSLA)、高强度钢(HS)、超高强度钢等；按加工方法分，可分为沸腾钢、铝镇静钢、镀锌钢板等；按组织结构和成分分类,有含磷钢、含铜钢、无间隙原子钢、双相钢、TRIP钢、马氏体钢等。各种钢板在汽车上的应用及性能要求如下：
     外覆盖件

翼子板、侧围外板、车门外板、发动机罩外板、行李箱盖外板等各暴露部分，因而对表面质量要求高，必须具有抗腐蚀能力；同时应保证强度和刚性的要求，并具有良好的抗凹陷性；再者，要求有良好的成型性，但也应在一定厚度之下，一般使用料厚0.6mm-1.0mm 之间的薄板，且使用表面有涂层的镀锌或锌铁合金钢板。由于发动机罩、车门、行李箱盖等外板对刚度和成型性有要求，当前多采用BH 烘烤硬化钢、或者DP450 双相钢；一般抗拉强度≥300MPA，n≥0.21；r≥1.3；δ≥34%；屈强比≤0.61，这样也达到减轻车体重量的效果。

内覆盖件

内覆盖件变形复杂，深拉延多，因此对塑性应变比和延伸率要求高，由于变形大，对变形均匀性也要求较高，料厚一般选用0.8mm-1.2mm，n≥0.24；r≥1.5；δ≥42%；屈强比≤0.61，同样也需要具备一定的防腐能力。

功能件

载荷甚至冲击，要求有足够的强度和刚度，其中如门柱、窗柱等结构件，抗拉要求在600Mpa，当前多选择双相DP 钢、相变诱导塑性TRIP 等高强度钢，既要保证有好的成型性，也要保证强度要求，门柱内板强度一般选用300Mpa 以，

n≥0.24；r≥1.4；δ≥45%。功能件如门柱、门框、横梁、加强梁等，这类零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，其中如门柱、窗柱等结构件，抗拉要求在600Mpa，当前多选择双相DP 钢、相变诱导塑性TRIP 等高强度钢，既要保证有好的成型性，也要保证强度要求，门柱内板强度一般选用300Mpa 以上，n≥0.24；r≥1.4；δ≥45%。

加强板类零件

加强板零件一般有三种：1、在一些局部受到集中载荷作用的制件上，增加加强可分担部分载荷，提高该部位的刚度；2、采用具有吸振功能的钢板作为加强，以起到减振作用，保证整车安全性；3、另外一些加强板同时也是结构件，需要腐蚀功能，如挡泥板、下边梁等，其强度要求也高，要求在300Mpa以上，≥0.21；r≥1.3；δ≥34%，屈强比小于0.66。

底盘类零件

用于汽车结构件、安全件和加强件，如车轮、保险杠、横梁、纵梁、座椅导轨零件的，选用DP双相钢，其屈服强度在500MPa~900Mpa，采用热处理得到0%的铁素体和20%的马氏体的晶向结构，具有低屈强比、初始加工硬化诉苦块、服延伸、具有烘烤硬化性能；回弹大，但孔扩性能较差；也可选用TRIP相变诱导塑性钢，组织是铁素体、贝氏体和残余奥氏体，F+B+RA(5%~15%)，强度为600MPa~1000MPa，其特点是初始加工硬化指数小于DP钢，但在很长应变范围内仍保持较高的加工硬化指数，因此特别适合于低胀成型。

热轧钢板

低合金高强度钢，利用控轧控冷、细化晶粒和沉淀强化等作用，得到优良的综合力学性能，其屈强比高、回弹大，一般随强度的提高延伸性降低。为提高冷成型性能和焊接性能，钢中的碳含量有降低的趋势，一般用在汽车大梁、横梁、传动轴管和轿车底盘零件等结构件上，一般屈服强大大于550MPa，抗拉强度在600MPa~950MPa，延伸率大于12%，冷弯直径1.5a。

激光拼焊板

90年代后期，激光拼焊板开始应用到车身制造中激光拼焊板能有效地减轻车身质量和提高整车安全性，同时降低制造成本。一般一个车身应用拼焊板至少可以达到20个品种的零件。拼焊板优点是合适的材料用在合适的位置，减轻车身的重量，减少汽车零部件的数量，提高原材料的利用率，增强车身的结构功能，能够生产宽体车身，降低汽车制造成本。使用拼焊板可使整车成本平均减少300元；整车重量平均减少19Kg；整车零件数平均减少36个。

为适应汽车对安全、价格、燃油、环境的客观要求，汽车用钢板轻量化、高强度是必然的发展趋势，尽可能大量使用高强度版、拼焊板是未来汽车钢板发展的趋势。

曲轴和连杆及转向器用钢

汽车上大量的轴类主要有调质合金结构钢和非调质钢制造。其中典型零件有曲轴、连杆、半轴、传动轴以及前轴等。曲轴分铸造曲轴和锻钢曲轴，锻造曲轴用钢在轻型和中负荷发动机上，通常用40Cr、50MnB或45#钢，对于重型车或汽车发动机曲轴，则采用淬透性和强韧性更好的钢种，如42CrMo、35CrMo等。目前国内主要采用的连杆用钢是规格为Φ30-Φ70的钢坯，品种主要有非调质合金钢45M5UA2，40MnS等。

半轴用钢

汽车半轴承受着较高的扭转和弯曲应力，因此既要考虑扭转和弯曲强度，又必须有高的疲劳强度，轿车和轻型车的半轴多采用冷挤压，载重汽车的半轴多采用锻造。

传动轴用钢

汽车传动轴是影响汽车安全及舒适度的重要部件，设计合理的汽车传动轴及其用钢是提高车辆质量的重要保证。国内各大钢厂目前生产的传动牌号有：50MnB、40Cr、35CrMo等。

齿轮钢

齿轮钢主要用于生产制造汽车变速箱轴、齿类零件；汽车驱动桥差速器主从动齿、星形齿、半轴齿轮；转向器蜗轮、蜗杆、齿条；发动机正时齿轮等。汽车齿轮钢不但要求有良好的强韧性、耐磨性，承受冲击、弯曲和接触盈利，而且还要变形小、精度高、噪音低。通常，高质量水平的齿轮钢主要表现在三个方面：末端淬透性带窄，离散度小；纯洁度高；晶粒细小均匀。此外，良好的加工性能，包括冷、热加工型和易切削性，也是汽车用齿轮所关心的重要指标。

弹簧钢

弹簧钢主要用于生产制造汽车钢板弹簧、汽车扭力杆、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具代表性的产品，前者作为轿车减振系统的重要零件在轿车行车过程中随着路况变化一直处于动载荷状态，悬架弹簧不仅涉及到乘员的舒适性还涉及到车辆的操控性和安全性，它的疲劳寿命特别受到关注。气门弹簧长期在恶劣的工况下工作，需要在高温、高频率下长时间服役不失效，气门弹簧失效不仅表现为发动机驱动力下降，并且可能损坏发动机，因而历来被认为是发动机的心脏零件。对于汽车悬架板簧用热轧扁钢，主要是Si-Mn系钢，产量最大的是60Si2Mn(A),约占60%-70%。国产汽车阀门弹簧钢在数量、质量、品种、规格上与汽车工业的需求由较大差距，钢号以50CrVA、55SiCr为主。

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、机械性能和金相组织都是由化学成分决定的，改变了化学成分，就改变了钢的基本性质，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——轴承钢材的内部要致密，不允许有肉眼可见的缺陷割裂钢材的基体；微观质量——要求轴承钢材内部组织要均匀，纯净度要高。电机、汽车轴承占轴承总量的80%左右，代表牌号GCr15、GCr15SiMn；铁路客车、货车轴承占10%~15%，代表牌号GCr18Mo；汽车轮毂轴承占5%，代表牌号S55C、R1070。

车轮用钢

汽车车轮有轮辋/轮辐组成,轮辋经下料卷圆、闪光对焊、水冷、去毛刺、扩口、滚形扩张、打冲气孔等工序完成；轮辐经正拉延、反拉延、镦压整形、冲孔、修边、冲螺栓孔、挤球面翻边等工序来完成。采用CO2保护焊将轮辋和轮辐组装成车轮。车轮实体必须达到规定的台架疲劳试验次数才能装车使用。汽车车轮的制造工艺过程和车轮的服役条件，对所采用材料的技术要求是非常苛刻的。除了应具有良好的延伸凸缘性，良好的冷成型性、良好的闪光焊接性及疲劳性能等综合机械性能外，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及其运行时不产生大的旋转振摆或失衡，必须保证钢板的厚度公差，这是我国开发车轮用钢的难点所在。