马氏体先进高强度钢在汽车行业中的发展方向

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汽车设计人员需要了解马氏体钢在制造、成形和应用方面的哪些发展趋势

我们对KennethOlsson进行了采访,他是一位在钢铁行业工作了40年的资深人士。采访的内容涵盖:

纯电动汽车是开发较厚马氏体钢牌号(2mm-4mm)的驱动力。

全新冷冲压成形(非辊压成形)技术使设计者可采用MPa马氏体钢设计制造非等截面几何形状零件。

汽车制造商如何更轻松地实现马氏体钢的冷成形,从而取代一些热成型钢(PHS)和高强度双相钢(DP)应用。

目前是否有足够的需求来开发MPa的马氏体钢?

KennethOlsson

KennethOlsson在SSAB工作了35年,其中10年从事马氏体钢和其他先进高强度钢产品开发工作。Kenneth目前是SSAB的汽车业务开发专家。

Q:SSAB是如何成为欧洲首家向汽车制造商提供先进高强度钢(AHSS)-马氏体钢的公司的呢?

A:“因为我们是欧洲首家投资连续退火生产线的钢铁制造商。我们决定采用当时处于前沿的日本退火技术。通过使用水淬火,我们的连续退火生产线具有非常高的冷却速度,适合制造马氏体钢。曾经很多年,我们是欧洲唯一能够开发和生产这些钢牌号的工厂。我们确实是马氏体钢领域的先驱。”

Q:当时汽车制造商对新型马氏体钢的反响如何?

A:“市场的接受度不是很理想,因为它太新了。当时生产马氏体钢的只有两家:SSAB和一个美国的生产商。SSAB马氏体钢的最早应用是饼干制造商等使用的高耐磨传送带。后来,它被用于安全鞋的脚趾保护。”

Q:鞋头和饼干传送带?

A:“起初马氏体钢是用于这些领域的。但后来大约30家国际钢铁生产商为了实现一个共同的目标而合作:让汽车更轻、更安全。超轻钢制汽车车身(ULSAP)项目切实推进了先进高强度钢在汽车上的应用,包括马氏体钢。我们展示了马氏体钢如何改善汽车碰撞性能、减轻重量,而且成本低。”

Q:有些汽车制造商不愿意使用马氏体钢,是因为担心其可成形性吗?

A:“是的。SSAB的首款马氏体钢牌号的抗拉强度为兆帕(MPa),屈服强度为MPa。SSAB在先进高强度钢方面的任务其实有两方面:首先,我们需要考虑如何制造这些高强度、轻量化的钢材;其次,我们需要向我们的客户(汽车主机厂商和一级供应商)传授专业知识——如何仿真先进高强度钢的设计,然后如何进行先进高强度钢的成形和连接。”

Q:汽车制造商在连接马氏体钢的顾虑有哪些?

A:“实际上,Docol马氏体钢的化学成分非常纯净,但其中仍有一些合金和碳元素,所以需要相应地设置焊接参数。同时还需要了解在使用马氏体钢时如何实现可延焊点。Docol马氏体钢在一定程度上与热成型钢(PHS)相竞争,后者也具有超高强度(UHSS)等级。但PHS钢的合金和碳含量较高,所以与焊接热成型钢比,Docol马氏体钢更简单。”

Q:SSAB有意将重心放在冷成型马氏体钢上,对吗?

A:“是的,不过SSAB也提供热成型钢。一些汽车主机厂商对热冲压成形比较熟悉,所以我们很乐意满足他们的需求。但是热成型钢需要在冲压生产线或者冲压之前在加热炉里加热到℃。然后再进行热冲压,随后需要在模具中对零件进行淬火。所以与冷成型马氏体钢相比,热成型钢要达到类似的高强度性能,肯定需要经历更复杂、更慢、更昂贵、更耗能的工艺。”

Q:那为什么有些主机厂商偏好热冲压而不是冷成形呢?A:“当热成型钢达到℃时,它非常软,因此很容易成形。热成型钢在其冲压硬化过程中实现了其马氏体微观结构。但是,SSAB认为,我们在精确控制的轧机上进行热处理有很多优势。我们将经过热处理的马氏体卷材交付给客户,客户只需在室温下对其进行冷冲压成形即可。这为客户减少了加工步骤。但和任何高强度钢一样,马氏体冷成型钢意味着你需要了解和进行回弹分析补偿——我们可以帮助客户解决这个问题。”

Q:因此,追溯到以前,SSAB早在年就推出了首款MPa马氏体钢牌号。SSAB是如何决定将马氏体钢产品系列扩展到其他强度等级的呢?

A:“继M之后,SSAB又推出了M。在美国,通用汽车比其他主机厂商更早一些,在辊压成形的部件中使用马氏体钢,如保险杠防撞梁、侧防撞梁和一些座椅结构部件。但通用汽车,随后福特和克莱斯勒,都希望获得具有MPa、MPa、MPa、MPa和最终高达MPa抗拉强度的钢材。因此,SSAB调整了我们的业务,以适应客户的材料需求。例如,我们最新的MPa马氏体钢牌号,被顺普集团用于制造款福特探险者的车顶纵梁。”

顺普的车顶纵梁用于福特

Q:SSAB有没有计划提高马氏体钢的强度?

A:“我们可能开发一种可冷成形的MPa马氏体钢牌号,但需要有足够的客户需求。一些客户已经在和我们讨论M的问题。但我们也需要了解,客户如何看待汽车先进高强度钢的发展。我们现有的马氏体钢牌号是几年前开发出来的——为每个钢牌号订立OEM标准和地区性标准(如德国汽车工业协会(VDA)和美国汽车工程师协会(SAE))可能需要一些时间。但当某一钢牌号的标准最终确立后,客户会对其可用性获得额外的信心。”

顺普MonoLeg防撞梁

Q:汽车主机厂商或一级供应商需要MPa马氏体钢的主要驱动因素是什么?

A:“重量更轻是主要的驱动因素。但我认为M不太会在未来几年内被开发出来,因为M才刚刚在客户群体和标准制定方中得到认可。目前,M是许多人


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