湖南省长沙市广益实验中学 湖南长沙410014
摘要：近年来高强度钢材的发展速度非常快，在保障汽车安全性、促进汽车产业轻量化发展上起着重要的作用。与传统钢材相比，高强度钢室温延迟实效性高，在伸长率与硬化率显著提升了车身强度。本文主要分析了车身高强度钢的特点及其在轿车制造业中的应用。
关键词：轿车车身；高强度钢；应用
在我国步入重工业时代后，钢材需求量一直逐年上升，伴随着汽车、房地产行业的发展，我国已经成为世界上钢材消费增长率最快的国家之一。汽车用钢材价格高、需求大，是各个国家的发展重点。数据显示，全球汽车钢材消费量占钢材总量的15.2%，汽车钢材类型多样，主要以优质型材和薄板为主，车型不同，钢材的消耗量也不同，近年来，轿车用高强度钢的需求量也逐年升高。“中华人民共和国道路交通安全法”、新版“汽车产业发展政策”以及“在全国开展车辆超载、超限治理工作的实施方案”的出台，都为我国汽车厂商加快汽车轻量化步伐提供了政策支持和动力。实现汽车轻量化、降低燃油消耗、增加有效载重、提高运输效率对约占我国汽车总产量 30% 的载货汽车尤为重要，是汽车制造厂商关注的焦点。
1 轿车车身高强度钢的特点
车身质量占据着轿车总量的30%以上，选择高性能、轻量化的钢材对于延长汽车寿命，提高碰撞安全性有着积极的意义。常用的高强度钢有DP钢、BH钢等，DP钢由马氏体（M）与铁素体（F）组成，M分布于F基体，强度与性能都非常高，其强度与M的含量有着密切的关系，该种钢材室温延迟实效性高，在伸长率与硬化率方面，都非常理想。BH钢即烘烤硬化钢，其强化机理是借助钢材中残留的碳与氮高温产生的时效性，BH钢的屈强比低，可以应用于轿车顶盖板、门外板、发动机盖板、行李箱外板的制造中。
2 轿车车身高强度钢的应用分析
近年来高强度钢材的发展速度非常快，在保障汽车安全性、促进汽车产业轻量化发展上起着重要的作用，根据力学性能来看，我们将抗拉强度不足270MPa，屈服强度不足210MPa的钢材称之为低强度钢，抗压强度介于270~700MPa间，屈服强度介于210~510MPa间的钢材称之为高强度钢，抗压强度与屈服强度超过高强度钢的即为超高强度钢。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将刚强度钢应用在轿车车身中可以更好的提升轿车的各项性能，而判断标准主要为力学性能，采用高速拉伸试验进行判断，这通常采用Johnson-Cook方程：
试验显示，从准静态到1000s-1的变化过程中，弹性模量的变化不大，但是抗拉强度与屈服强度则会在应变速率的变化下逐渐增高，随着抗拉强度的提高，开始不断下降，在抗拉强度差别不大的情况下，疲劳强度是相似的，在抗拉强度的提高下，特种钢材表现出更优越的疲劳强度。
为了响应节能减排的需求，各大汽车制造商纷纷开始推行轻量化材料，应用高强度钢既可以达到节能的效果，还可以提升车身的安全性，提升二手车辆的回收率与利用率。采用高强度钢的轿车车身，抗拉强度可以超过420MPa，一般情况下，高强度钢在车身中的应用主要集中在A柱、B柱、门槛加强板、横梁几个部位。以奔驰某款车型为例，其车身高强度刚的用材有DP780、DP590、DP980三种类型，此类材料有着良好的拉延性能，有效提升了车身的整体强度。丰田某款车型在B柱的设计中应用了大量的超高强度钢，左中柱则采用BTR165，强度也非常理想。国内汽车应用最多的钢材是宝钢UHSS，这类钢材不仅强度高，还具备良好的弯曲性能。
随着技术水平的提升，车用高强度碳钢材料诞生，与传统高强度钢墙壁，高强度碳钢疲劳强度、耐冲击性能与钢性更好，目前高强度碳钢逐步替代传统的镁合金、铝合金等，开始应用与轿车车门、车轮、拖钩、横梁的制造中。现阶段常用的多相钢也具备良好的发展潜力，如铁素体-贝氏体钢材，强度达到了500Mpa，而DP钢强度级别则超过了600MPa，性能也更加理想。日产公司针对590高强度碳钢钢板进行了深入的研究，应用有限元方式优化了焊接工艺参数。通过实车检测，在其钢度和碰撞性均能满足要求的前提下，车身质量比采用 440 MPa 级钢板时得以减轻。随着高强度钢成形技术的不断提升，其在汽车车身中的应用会更加广泛，发展前景非常乐观。目前为止，高强度钢大多应用于车身骨架类零件上，在不久的将来，还会应用到整个车身。大量采用高强度钢是实现许多车企所追求的安全、环保、节能的好车这一目标的重要措施之一。
3 结语
各大汽车企业已经纷纷意识到车身轻量化的作用，大量采用高强度钢，虽然与铝合金的减重40%还存在差距，但是相信通过技术人员的努力，必然可以进一步改善高强度钢的性能，提升我国汽车企业的综合竞争力。
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论文作者:欧阳文钧
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/15
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