汽車用鋼的在汽車上有哪些應用及其性能要求

【汽車用鋼】常規汽車中各種鋼材在汽車總重中所占比例為70%左右，汽車用鋼材種類中主要是各類板帶鋼，按生產工藝不同，可分為熱軋板(熱軋薄板、中厚板)和冷軋板(普冷板、鍍層板)；按鋼板強度不同，可分為以IF鋼(無間隙原子鋼)為代表的具有超深沖性能的軟鋼系列和以TRIP (相變誘發塑性鋼)鋼為代表的高強度鋼系列，通'常深沖鋼是鋁鎮靜鋼和無間隙原子鋼，高強度鋼和超高強度鋼是低合金鋼、DP鋼(雙相鋼)、TRIP鋼、TWIP鋼(攣生誘發塑性鋼)和馬氏體鋼等；按鋼板性能區分，可分為深沖鋼(IF)、烘烤硬化鋼(BH)、 低合金高強度鋼(HSLA)、高強度鋼(HS)、超高強度鋼等；按加工方法分，可分為沸騰鋼、鋁鎮靜鋼、鍍鋅鋼板等；按組織結構和成分分類,有含磷鋼、含銅鋼、無間隙原子鋼、雙相鋼、TRIP鋼、馬氏體鋼等。各種鋼板在汽車上的應用及性能要求如下：
     外覆蓋件

翼子板、側圍外板、車門外板、發動機罩外板、行李箱蓋外板等各暴露部分，因而對表面質量要求高，必須具有抗腐蝕能力；同時應保證強度和剛性的要求，并具有良好的抗凹陷性；再者，要求有良好的成型性，但也應在一定厚度之下，一般使用料厚0.6mm-1.0mm 之間的薄板，且使用表面有涂層的鍍鋅或鋅鐵合金鋼板。由于發動機罩、車門、行李箱蓋等外板對剛度和成型性有要求，當前多采用BH 烘烤硬化鋼、或者DP450 雙相鋼；一般抗拉強度≥300MPA，n≥0.21；r≥1.3；δ≥34%；屈強比≤0.61，這樣也達到減輕車體重量的效果。

內覆蓋件

內覆蓋件變形復雜，深拉延多，因此對塑性應變比和延伸率要求高，由于變形大，對變形均勻性也要求較高，料厚一般選用0.8mm-1.2mm，n≥0.24；r≥1.5；δ≥42%；屈強比≤0.61，同樣也需要具備一定的防腐能力。

功能件

載荷甚至沖擊，要求有足夠的強度和剛度，其中如門柱、窗柱等結構件，抗拉要求在600Mpa，當前多選擇雙相DP 鋼、相變誘導塑性TRIP 等高強度鋼，既要保證有好的成型性，也要保證強度要求，門柱內板強度一般選用300Mpa 以，

n≥0.24；r≥1.4；δ≥45%。功能件如門柱、門框、橫梁、加強梁等，這類零件需要承受一定的載荷甚至沖擊，要求有足夠的強度和剛度，其中如門柱、窗柱等結構件，抗拉要求在600Mpa，當前多選擇雙相DP 鋼、相變誘導塑性TRIP 等高強度鋼，既要保證有好的成型性，也要保證強度要求，門柱內板強度一般選用300Mpa 以上，n≥0.24；r≥1.4；δ≥45%。

加強板類零件

加強板零件一般有三種：1、在一些局部受到集中載荷作用的制件上，增加加強可分擔部分載荷，提高該部位的剛度；2、采用具有吸振功能的鋼板作為加強，以起到減振作用，保證整車安全性；3、另外一些加強板同時也是結構件，需要腐蝕功能，如擋泥板、下邊梁等，其強度要求也高，要求在300Mpa以上，≥0.21；r≥1.3；δ≥34%，屈強比小于0.66。

底盤類零件

用于汽車結構件、安全件和加強件，如車輪、保險杠、橫梁、縱梁、座椅導軌零件的，選用DP雙相鋼，其屈服強度在500MPa~900Mpa，采用熱處理得到0%的鐵素體和20%的馬氏體的晶向結構，具有低屈強比、初始加工硬化訴苦塊、服延伸、具有烘烤硬化性能；回彈大，但孔擴性能較差；也可選用TRIP相變誘導塑性鋼，組織是鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體，F+B+RA(5%~15%)，強度為600MPa~1000MPa，其特點是初始加工硬化指數小于DP鋼，但在很長應變范圍內仍保持較高的加工硬化指數，因此特別適合于低脹成型。

熱軋鋼板

低合金高強度鋼，利用控軋控冷、細化晶粒和沉淀強化等作用，得到優良的綜合力學性能，其屈強比高、回彈大，一般隨強度的提高延伸性降低。為提高冷成型性能和焊接性能，鋼中的碳含量有降低的趨勢，一般用在汽車大梁、橫梁、傳動軸管和轎車底盤零件等結構件上，一般屈服強大大于550MPa，抗拉強度在600MPa~950MPa，延伸率大于12%，冷彎直徑1.5a。

激光拼焊板

90年代后期，激光拼焊板開始應用到車身制造中激光拼焊板能有效地減輕車身質量和提高整車安全性，同時降低制造成本。一般一個車身應用拼焊板至少可以達到20個品種的零件。拼焊板優點是合適的材料用在合適的位置，減輕車身的重量，減少汽車零部件的數量，提高原材料的利用率，增強車身的結構功能，能夠生產寬體車身，降低汽車制造成本。使用拼焊板可使整車成本平均減少300元；整車重量平均減少19Kg；整車零件數平均減少36個。

為適應汽車對安全、價格、燃油、環境的客觀要求，汽車用鋼板輕量化、高強度是必然的發展趨勢，盡可能大量使用高強度版、拼焊板是未來汽車鋼板發展的趨勢。

曲軸和連桿及轉向器用鋼

汽車上大量的軸類主要有調質合金結構鋼和非調質鋼制造。其中典型零件有曲軸、連桿、半軸、傳動軸以及前軸等。曲軸分鑄造曲軸和鍛鋼曲軸，鍛造曲軸用鋼在輕型和中負荷發動機上，通常用40Cr、50MnB或45#鋼，對于重型車或汽車發動機曲軸，則采用淬透性和強韌性更好的鋼種，如42CrMo、35CrMo等。目前國內主要采用的連桿用鋼是規格為Φ30-Φ70的鋼坯，品種主要有非調質合金鋼45M5UA2，40MnS等。

半軸用鋼

汽車半軸承受著較高的扭轉和彎曲應力，因此既要考慮扭轉和彎曲強度，又必須有高的疲勞強度，轎車和輕型車的半軸多采用冷擠壓，載重汽車的半軸多采用鍛造。

傳動軸用鋼

汽車傳動軸是影響汽車安全及舒適度的重要部件，設計合理的汽車傳動軸及其用鋼是提高車輛質量的重要保證。國內各大鋼廠目前生產的傳動牌號有：50MnB、40Cr、35CrMo等。

齒輪鋼

齒輪鋼主要用于生產制造汽車變速箱軸、齒類零件；汽車驅動橋差速器主從動齒、星形齒、半軸齒輪；轉向器蝸輪、蝸桿、齒條；發動機正時齒輪等。汽車齒輪鋼不但要求有良好的強韌性、耐磨性，承受沖擊、彎曲和接觸盈利，而且還要變形小、精度高、噪音低。通常，高質量水平的齒輪鋼主要表現在三個方面：末端淬透性帶窄，離散度小；純潔度高；晶粒細小均勻。此外，良好的加工性能，包括冷、熱加工型和易切削性，也是汽車用齒輪所關心的重要指標。

彈簧鋼

彈簧鋼主要用于生產制造汽車鋼板彈簧、汽車扭力桿、螺旋彈簧、氣門彈簧等。在所有汽車彈簧中懸架彈簧和氣門彈簧是具代表性的產品，前者作為轎車減振系統的重要零件在轎車行車過程中隨著路況變化一直處于動載荷狀態，懸架彈簧不僅涉及到乘員的舒適性還涉及到車輛的操控性和安全性，它的疲勞壽命特別受到關注。氣門彈簧長期在惡劣的工況下工作，需要在高溫、高頻率下長時間服役不失效，氣門彈簧失效不僅表現為發動機驅動力下降，并且可能損壞發動機，因而歷來被認為是發動機的心臟零件。對于汽車懸架板簧用熱軋扁鋼，主要是Si-Mn系鋼，產量最大的是60Si2Mn(A),約占60%-70%。國產汽車閥門彈簧鋼在數量、質量、品種、規格上與汽車工業的需求由較大差距，鋼號以50CrVA、55SiCr為主。

軸承鋼

汽車用軸承鋼的質量要求如下：1、化學成分，鋼的物理、化學、機械性能和金相組織都是由化學成分決定的，改變了化學成分，就改變了鋼的基本性質，因此，軸承鋼的化學成分必須符合標準規定的允許范圍。2、內部質量：宏觀質量——軸承鋼材的內部要致密，不允許有肉眼可見的缺陷割裂鋼材的基體；微觀質量——要求軸承鋼材內部組織要均勻，純凈度要高。電機、汽車軸承占軸承總量的80%左右，代表牌號GCr15、GCr15SiMn；鐵路客車、貨車軸承占10%~15%，代表牌號GCr18Mo；汽車輪轂軸承占5%，代表牌號S55C、R1070。

車輪用鋼

汽車車輪有輪輞/輪輻組成,輪輞經下料卷圓、閃光對焊、水冷、去毛刺、擴口、滾形擴張、打沖氣孔等工序完成；輪輻經正拉延、反拉延、鐓壓整形、沖孔、修邊、沖螺栓孔、擠球面翻邊等工序來完成。采用CO2保護焊將輪輞和輪輻組裝成車輪。車輪實體必須達到規定的臺架疲勞試驗次數才能裝車使用。汽車車輪的制造工藝過程和車輪的服役條件，對所采用材料的技術要求是非常苛刻的。除了應具有良好的延伸凸緣性，良好的冷成型性、良好的閃光焊接性及疲勞性能等綜合機械性能外，還應具有良好的表面質量和嚴格的尺寸公差。為保證車輪的氣密性及其運行時不產生大的旋轉振擺或失衡，必須保證鋼板的厚度公差，這是我國開發車輪用鋼的難點所在。