《汽车先进高强钢制造及轻量化应用关键技术》

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汽车先进高强钢研制及轻量化应用技术,属于新材料制造领域,是实现汽车节能减排、提高汽车被动安全的重要途径,是世界各大钢铁和汽车企业竞相开发的技术制高点。

汽车先进高强钢是通过相变强化机理与组织调控来实现高强度、高塑性和高成形性综合优势。其研制与应用的技术难点在于:多相组织精确调控、稳定批量制造、车身轻量化合理选材与应用、零部件成形加工。在省科技厅大力支持下,武钢牵头组成“产-学-研-用”联合攻关团队,针对先进高强钢的产品研制、稳定制造、轻量化合理选材和应用示范等关键技术开展系列研究,主要创新成果如下:

1)国际同步开发了450-800MPa级冷轧双相钢和1500MPa超高强度热成形钢全系列产品成套技术,填补了国内汽车用先进高强钢品种制造与应用空白。开发了系列产品全流程制造技术,揭示了先进高强钢软硬相控制与强度匹配的机理,突破了先进高强钢工艺敏感性高、产品表面和性能均质化控制困难、热成形钢弯曲性能差、氢致延迟开裂风险大等方面技术难题,实现了先进高强钢组织与性能精确控制、稳定化生产与批量应用。

2)率先研制了国产化热冲压成形成套装备,具有系统稳定性高、设备制造成本低、综合运行能耗低等显著优点。实现了热成形模具自主设计、超高强度零件开发及其在目标车型上集成应用,突破了国外技术垄断与封锁,有效降低了热成形零件加工成本,推进了热成形技术在自主品牌汽车公司的应用,提高了车身轻量化水平。

3)国际领先开发了变截面零件3D柔性辊压成形技术与成套装备。突破了传统辊压无法成形变宽度、变深度零件的技术瓶颈,形成了成套3D柔性辊压成形工艺设计方法和评价方法,建立了全球首条3D柔性辊压成形中试线,成功实现了典型变截面零件试制。

4)率先开发了先进高强钢应用关键技术。建立了基于应变速率的材料成形极限测试方法、基于DIC全场应变的高速拉伸测试方法,提升了先进高强钢材料性能评价精度;开发了具有自主知识产权的汽车用材数据库,为车身CAE仿真分析、零件成形缺陷预测、轻量化应用评估等提供基础支持,引领车身轻量化科学选材与应用。

该项目成果为该省汽车轻量化制造提供了重要的产品保证和技术支撑。所开发的先进高强钢和轻量化技术广泛应用于东风、神龙、众泰、广汽、北汽、奇瑞等公司轻量化车型,累计市场供货量达49.3万吨,创效7127万元。成果已获授权发明专利15项、鉴定4项,为中国钢铁工业技术进步和产品结构升级、汽车工业轻量化节能减排做出了突出贡献。

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