回顾上一期钢铁微课,我们讲过,任何冷轧钢板在用作汽车结构件之前,都是要经过成型的。HC340LA的屈强比较高,不易变形,因此常用作形状简单的结构件,而HC340/590DP屈强比较低,在变形的时候,可以比HC340LA承受更大的变形,因此可以用作形状更复杂的零件。
爱思考的你肯定又会想了,除了屈强比的不同,HC340LA和HC340/590DP还有别的不同吗?
我们前面提到过,HC340LA是低合金高强度冷轧钢,而HC340/590DP是双相钢高强度冷轧钢,两者均属高强钢,但却有本质区别。
小科普
国际钢铁协会(IISI)先进高强钢应用指南第三版中将高强钢分为传统高强钢(Conven tional HSS-High Strength Steel)和先进高强钢(AHSS-Advanced High Strength Steel)。传统高强钢主要包括碳锰(C-Mn)钢、烘烤硬化(BH)钢、高强度无间隙原子(HSS-IF)钢和高强度低合金(HSLA)钢;先进高强钢(AHSS)主要包括双相(DP)钢、相变诱发塑性(TRIP)钢、马氏体级(M)钢、复相(CP)钢、热成形(HF)钢和孪晶诱发塑性(TWIP)钢。HC340LA是低合金高强度钢的一种(HSLA),属于传统高强钢;而HC340/590DP是双相钢的一种,属于先进高强钢(AHSS)。
两种牌号钢的成分如下表所示。
因此,由于成分、组织以及热处理过程的差异,HC340LA和HC340/590DP的强化机制是截然不同的。HC340LA是通过复合添加铌、钛等微合金元素,形成碳氮化合物粒子析出进行强化,同时通过微合金元素的细化晶粒作用,以获得高强度。
而HC340/590DP则是指通过相变进行强化,它的组织中含有铁素体和马氏体,马氏体保证了高强度,而铁素体则能够提供一定的塑性,使其具有良好的变形能力。对双相钢来说,马氏体的含量在5%~20%,强度为500~1200MPa。通过热处理工艺以及成分变化调整两相的比例,能够得到不同强度的双相钢。
那么,这两种材料,在具体用途上有什么区别呢?
1/应用的场所不同
HC340LA和HC340/590DP都是冷轧汽车结构件,不同的是,HC340LA是一种低合金高强度冷轧钢,屈强比较高,具有较好的冷热加工成型性、抗凹性和良好的焊接性,多用作对形状要求不高的车身结构承载件上。HC340/590DP是一种双相钢高强度冷轧钢,具有低屈强比、高的加工硬化指数、高烘烤硬化性能、兼备高强度和高塑性的特点。一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且也有一定成形要求的汽车零件,如车轮、悬挂系统及其加强件等。
2/成本要求不同
HC340/590DP是比HC340LA更新一代的高强钢,成本也要比它高。针对具体零件,HC340LA结构零件强度要比HC340/590DP强度低一些,成形要求也简单一些。因此这两个钢种在零件应用上没有具体分工,是根据车型的定位、成本和制造水平等综合因素考虑的。
通常LA系列在A0左右级别车上的应用比例多些,而DP系列在高级别的车上应用的多些。590DP在主流的大众、通用、沃尔沃上都有应用,会被用作AB柱、门槛的内外板中间的加强板上。590DP的典型应用是在纵梁上,沃尔沃的纵梁是激光拼焊在一起的,前端是级别较低的DP钢,后端是级别较高的DP钢,在发生正向碰撞的时候,会起到很好的溃缩吸能作用,减少传递到驾驶室的撞击力,保护人员安全。
汽车厂在选材的时候,既要保证整车性能强度,又要降低成本,因此工程师们的工作就是选择合适的材料用在合适的位置上,从而达到利益最大化。
最后,我们来小结一下讲到的知识点:
1
屈强比是屈服强度与抗拉强度的比值,它主要表征材料的成形性能,影响成形的复杂程度。在一定的屈服强度下,屈强比越低,材料的成形性能越好;而屈强比越高,材料抗变形能力较强,成形性能较差。
2
HC340LA和HC340/590DP的强化机制不同,前者以固溶、析出和细化晶粒作为强化手段,后者则通过相变进行强化。
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