1 前言

　　為適應環境保護的需要，要求汽車車身要輕量化；為提高汽車的安全性，要求提高車身的抗碰撞特性。這些已成為當前汽車制造商所面臨的重要課題。為解決這些課題，除了對車身進行精心設計外，提高所用鋼材的強度也是一種有效的方法。JFE公司開發了各種強度等級的高強度鋼板，同(tong)時還開發出了(le)強度等級相(xiang)同(tong)，但具有不同(tong)特征的高強度鋼板。

　　以(yi)下就解決上述問題的合金化(hua)熱鍍鋅高強(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)板(ban)的開發思(si)路和合金化(hua)熱鍍鋅高強(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)板(ban)的系列品種及具有(you)各種特征(zheng)的產品進行(xing)介紹。金屬材料

　　2 合金化熱鍍鋅(xin)高(gao)強度(du)鋼板的開發思(si)路

　　作為提高(gao)鋼的強度的方法有：

　　（1）添加Si、Mn和(he)P等的固溶(rong)強化(hua)；

　　（2）利(li)用Ti和(he)(he)Nb的(de)碳(tan)化物和(he)(he)氮(dan)化物等的(de)析(xi)出強化；

　　（3）細化晶體；

　　（4）利用(yong)(yong)馬氏(shi)體和貝(bei)氏(shi)體的組織強化(hua)。無論采用(yong)(yong)何種(zhong)強化(hua)方(fang)法，都必須添加Si、Mn和P等(deng)元素。

　　比(bi)鐵(tie)更(geng)容(rong)易(yi)產(chan)生氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素在(zai)(zai)再(zai)結晶(jing)退火時(shi)會(hui)出(chu)現選擇氧(yang)化(hua)(hua)(hua)，并(bing)(bing)容(rong)易(yi)在(zai)(zai)鋼板表(biao)(biao)面(mian)(mian)產(chan)生富集(ji)。由于這些表(biao)(biao)面(mian)(mian)富集(ji)物會(hui)妨(fang)礙(ai)鐵(tie)和溶(rong)融鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)濕潤(run)性(xing)，因此(ci)熱鍍性(xing)能(neng)有(you)(you)可(ke)能(neng)下降。特別(bie)是，由于Si容(rong)易(yi)產(chan)生表(biao)(biao)面(mian)(mian)富集(ji)和妨(fang)礙(ai)熱鍍性(xing)，因此(ci)不(bu)適(shi)合(he)(he)作(zuo)為強(qiang)化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素。Mn雖然也會(hui)產(chan)生表(biao)(biao)面(mian)(mian)富集(ji)，但在(zai)(zai)晶(jing)界中存在(zai)(zai)偏(pian)析的(de)(de)(de)(de)傾向(xiang)，不(bu)像Si那樣容(rong)易(yi)妨(fang)礙(ai)熱鍍性(xing)。因此(ci)，決定在(zai)(zai)合(he)(he)金化(hua)(hua)(hua)熱鍍鋅(xin)高強(qiang)度(du)鋼板中添(tian)加必(bi)要的(de)(de)(de)(de)最少(shao)量的(de)(de)(de)(de)Mn。P的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)接(jie)近(jin)于鐵(tie)，因此(ci)在(zai)(zai)退火時(shi)可(ke)以避免表(biao)(biao)面(mian)(mian)富集(ji)。但是，采用(yong)(yong)一般的(de)(de)(de)(de)制(zhi)造工藝時(shi)，由于鐵(tie)素體晶(jing)界中存在(zai)(zai)偏(pian)析，會(hui)使合(he)(he)金化(hua)(hua)(hua)反應遲滯，因此(ci)在(zai)(zai)利(li)用(yong)(yong)超低碳鋼中P具有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)固溶(rong)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)情況下，決定添(tian)加在(zai)(zai)實(shi)際(ji)使用(yong)(yong)上沒有(you)(you)大(da)問題的(de)(de)(de)(de)最小(xiao)P量。另外(wai)，在(zai)(zai)使用(yong)(yong)其它的(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)方法時(shi)，則要避免P的(de)(de)(de)(de)添(tian)加。抑制(zhi)P的(de)(de)(de)(de)添(tian)加還有(you)(you)助于改善(shan)焊接(jie)性(xing)。由于僅僅使用(yong)(yong)以上元(yuan)素并(bing)(bing)不(bu)一定能(neng)獲得充分的(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)(yong)，因此(ci)對新的(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素和強(qiang)化(hua)(hua)(hua)方法進行(xing)了研究。

　　采用GDS調查(cha)了(le)Mo添(tian)加鋼和Si添(tian)加鋼在退火(huo)(huo)后的(de)表(biao)面(mian)富集狀態。結果可知，在Si添(tian)加鋼中，Si的(de)表(biao)面(mian)富集明顯，而在Mo添(tian)加鋼中則完全看不(bu)到Mo的(de)富集現象(xiang)。這是由于Mo的(de)氧化物(wu)生(sheng)成自由能(neng)低、即(ji)使在退火(huo)(huo)時也不(bu)會(hui)產生(sheng)選擇氧化的(de)緣故。

　　Mo添(tian)(tian)加(jia)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)P添(tian)(tian)加(jia)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)及低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)調查結果表(biao)明(ming)，當P添(tian)(tian)加(jia)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)溫度為490℃時，合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)明(ming)顯遲滯(zhi)。為使P添(tian)(tian)加(jia)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)能(neng)獲得與合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)溫度為490℃的(de)(de)(de)低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相(xiang)同的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)速度，有(you)必要在(zai)550℃的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫下進行合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)。這(zhe)種(zhong)高(gao)(gao)溫合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)會(hui)導致(zhi)抗(kang)粉化(hua)(hua)(hua)剝(bo)落性(xing)變(bian)差。另一方面，在(zai)Mo添(tian)(tian)加(jia)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中看不到合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)遲滯(zhi)的(de)(de)(de)現象(xiang)，其(qi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)速度與低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)基本相(xiang)同。也就是說(shuo)，既能(neng)提(ti)高(gao)(gao)生產率(lv)，又能(neng)具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)抗(kang)粉化(hua)(hua)(hua)剝(bo)落性(xing)。

　　3 合金(jin)化熱鍍(du)鋅高強(qiang)度鋼板的特(te)性

　　與(yu)以(yi)往的(de)HSLA鋼相比，含(han)Mo量為0.15%的(de)開發(fa)鋼的(de)屈服(fu)強度低、延伸特(te)性(xing)(xing)好、碰撞(zhuang)吸(xi)收特(te)性(xing)(xing)也好。

　　合(he)金(jin)(jin)化熱鍍鋅鋼(gang)板在擠壓加工(gong)時(shi)有時(shi)會產生被稱(cheng)作“粉化”的(de)剝(bo)落(luo)問題。開發(fa)鋼(gang)的(de)粉化性和以(yi)往含(han)P鋼(gang)的(de)比較(jiao)表明，開發(fa)鋼(gang)不會妨礙合(he)金(jin)(jin)化，具有良好(hao)的(de)抗粉化剝(bo)落(luo)性。以(yi)往的(de)含(han)P鋼(gang)由于合(he)金(jin)(jin)化遲滯，為獲(huo)得與開發(fa)鋼(gang)相同的(de)生產率，必須實施(shi)高溫(wen)合(he)金(jin)(jin)化。

　　以(yi)(yi)往(wang)的(de)(de)(de)HSLA型590MPa級合金(jin)化(hua)(hua)熱鍍(du)鋅鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)必須減少會妨礙熱鍍(du)性(xing)的(de)(de)(de)Si、Mn和(he)Cr等元素的(de)(de)(de)添加，因(yin)此(ci)(ci)為利用(yong)C的(de)(de)(de)固溶強化(hua)(hua)作用(yong)，使用(yong)了(le)C含量高(gao)的(de)(de)(de)中碳鋼(gang)(gang)(gang)。因(yin)此(ci)(ci)，可以(yi)(yi)說焊(han)接(jie)(jie)部的(de)(de)(de)接(jie)(jie)頭特(te)性(xing)并不一定十分好(hao)。此(ci)(ci)次，利用(yong)Ti和(he)Nb炭(tan)化(hua)(hua)物(wu)最佳析出強化(hua)(hua)方法，開發(fa)出了(le)以(yi)(yi)C含量低的(de)(de)(de)低碳鋼(gang)(gang)(gang)為基礎的(de)(de)(de)新(xin)型HSLA590MPa級合金(jin)化(hua)(hua)熱鍍(du)鋅鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)。開發(fa)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)特(te)性(xing)和(he)以(yi)(yi)前C含量高(gao)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)比(bi)較表明，以(yi)(yi)前C含量高(gao)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)延(yan)伸(shen)率低。采用(yong)C含量低的(de)(de)(de)開發(fa)鋼(gang)(gang)(gang)能獲得(de)非常(chang)高(gao)的(de)(de)(de)延(yan)伸(shen)率，并具有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭特(te)性(xing)。由(you)于不含P，容(rong)易合金(jin)化(hua)(hua)，因(yin)此(ci)(ci)抗粉化(hua)(hua)剝落性(xing)也好(hao)。

　　在汽車(che)(che)(che)車(che)(che)(che)身(shen)用(yong)面板中已使(shi)(shi)用(yong)340MPa級(ji)合(he)金化熱(re)鍍鋅鋼(gang)板。為使(shi)(shi)車(che)(che)(che)身(shen)輕(qing)量化，還進行了440MPa級(ji)的(de)(de)試(shi)用(yong)，但(dan)仍存在屈服強度高和(he)擠壓成形性(xing)方面的(de)(de)問題。新開(kai)發(fa)的(de)(de)雙相型440MPa級(ji)合(he)金化熱(re)鍍鋅鋼(gang)板的(de)(de)力(li)學特(te)性(xing)和(he)以(yi)前(qian)的(de)(de)半超低碳鋼(gang)。

　　開發鋼具(ju)有(you)(you)屈服(fu)強(qiang)度低、延伸特性(xing)(xing)(xing)好和(he)高(gao)的烘烤(kao)硬化性(xing)(xing)(xing)（BH性(xing)(xing)(xing)）。應(ying)用于(yu)(yu)車身時由于(yu)(yu)屈服(fu)強(qiang)度低，因此有(you)(you)望提(ti)高(gao)成形(xing)性(xing)(xing)(xing)。另外(wai)，由于(yu)(yu)涂漆(qi)時的烘烤(kao)會(hui)使屈服(fu)強(qiang)度上升，有(you)(you)望提(ti)高(gao)抗壓痕性(xing)(xing)(xing)和(he)提(ti)高(gao)碰(peng)撞(zhuang)時的沖擊吸收(shou)特性(xing)(xing)(xing)。

　　以往的(de)析出強化(hua)(hua)型(xing)440MPa級合(he)(he)金化(hua)(hua)熱(re)鍍鋅鋼板的(de)r值（塑性(xing)應(ying)變(bian)比）和延(yan)(yan)(yan)伸特(te)性(xing)并不(bu)一定很好，用于(yu)(yu)生產(chan)難成形(xing)性(xing)的(de)部件(jian)時很困難。在(zai)對深沖性(xing)要求高的(de)情況(kuang)(kuang)下，必須同時具有(you)高r值和高延(yan)(yan)(yan)伸特(te)性(xing)。在(zai)這(zhe)種情況(kuang)(kuang)下，有(you)必要使(shi)用超低(di)碳IF鋼和添(tian)加P，但添(tian)加P會使(shi)合(he)(he)金化(hua)(hua)遲滯，進而產(chan)生抗粉化(hua)(hua)剝(bo)落性(xing)下降的(de)問題。新(xin)開發的(de)高r值型(xing)440MPa級合(he)(he)金化(hua)(hua)熱(re)鍍鋅鋼板以超低(di)碳IF鋼為基礎，能(neng)確保延(yan)(yan)(yan)伸特(te)性(xing)，添(tian)加適當的(de)P能(neng)獲(huo)得高的(de)r值和提高抗粉化(hua)(hua)剝(bo)落性(xing)。由于(yu)(yu)開發鋼具有(you)高的(de)延(yan)(yan)(yan)伸特(te)性(xing)和r值，因此有(you)望用于(yu)(yu)生產(chan)難成形(xing)的(de)部件(jian)。

　　4 結束語

　　為使汽車(che)車(che)身(shen)輕量(liang)化(hua)和提高車(che)身(shen)的防銹性能(neng)，JFE公司開發(fa)了各種強度(du)等級的合金化(hua)熱(re)鍍鋅高強度(du)鋼板。

　　（1）開發了抗拉強度等級最(zui)高達到980MPa級高強度鍍鋅鋼板系列；

　　（2）Mo在退火時不(bu)會(hui)發生表(biao)面富集，不(bu)會(hui)妨礙熱鍍性，因此它是合金化熱鍍鋅高強度鋼板中(zhong)的有用元素；

　　（3）通過添加Mo，開發了(le)雙相型(xing)合金化(hua)熱(re)鍍鋅高(gao)強度鋼板。以TS590MPa級(ji)為(wei)例(li)，延伸(shen)特性(xing)可提高(gao)30%，并具有良好的焊接特性(xing)；

　　（4）通過低C當量設計，開發了焊(han)接(jie)特(te)性良好的新HSLA型合(he)金化(hua)熱鍍鋅高強(qiang)度鋼板；

　　（5）通過添加Mo和添加最少量的(de)P，開發了不會妨礙(ai)生產率(lv)、抗粉化剝落性好的(de)合(he)金化熱鍍鋅高強度(du)鋼板。