第3代(dai)先進高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)汽車用(yong)鋼(gang)兼(jian)有第1代(dai)和第2代(dai)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)汽車用(yong)鋼(gang)微觀組織(zhi)的特(te)點(dian)，首先應該是具(ju)有高(gao)強(qiang)(qiang)特(te)點(dian)的BCC相和較高(gao)組分的具(ju)有高(gao)強(qiang)(qiang)化特(te)性(xing)的FCC相的復(fu)合組織(zhi)，即具(ju)備BCC+FCC的復(fu)合組織(zhi)，并充分利用(yong)晶粒細化、固溶強(qiang)(qiang)化、析(xi)出(chu)強(qiang)(qiang)化及位錯強(qiang)(qiang)化等(deng)手段來提(ti)(ti)高(gao)其強(qiang)(qiang)度(du)，通(tong)過應變誘導(dao)塑(su)性(xing)、剪切(qie)帶誘導(dao)塑(su)性(xing)和孿(luan)晶誘導(dao)塑(su)性(xing)等(deng)機制來提(ti)(ti)高(gao)塑(su)性(xing)及成形性(xing)能(neng)。
我國(guo)國(guo)內對于第(di)3代(dai)高(gao)強度(du)汽(qi)(qi)車(che)用鋼(gang)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)處于國(guo)際(ji)前(qian)列。2012年，在(zai)(zai)國(guo)家“973”計劃(hua)項(xiang)目(mu)子課題"第(di)3代(dai)高(gao)強高(gao)韌(ren)低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)精(jing)細(xi)組織(zhi)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)"的(de)(de)(de)支持下(xia)，國(guo)內開展了第(di)3代(dai)先進(jin)(jin)汽(qi)(qi)車(che)用鋼(gang)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)工作：基于動態相(xiang)變的(de)(de)(de)熱軋低(di)合(he)金(jin)TRIP鋼(gang)技(ji)術(shu)進(jin)(jin)行合(he)金(jin)成分設計和工藝優化，通(tong)過添加微合(he)金(jin)化元(yuan)素或調(diao)整Mn、Si含量,獲得了力學性能指標(biao)在(zai)(zai)第(di)3代(dai)先進(jin)(jin)汽(qi)(qi)車(che)用鋼(gang)范圍內的(de)(de)(de)細(xi)晶TRIP鋼(gang)。
寶(bao)鋼(gang)(gang)于2002年(nian)(nian)開(kai)始涉足超(chao)高強(qiang)鋼(gang)(gang)的(de)研制開(kai)發，歷(li)經10年(nian)(nian)探索(suo)，成(cheng)功具備了第(di)(di)3代(dai)(dai)高成(cheng)形(xing)性超(chao)高強(qiang)鋼(gang)(gang)一(yi)一(yi)淬火(huo)延性鋼(gang)(gang)的(de)工業(ye)(ye)化生產(chan)能力。2010年(nian)(nian)，寶(bao)鋼(gang)(gang)全球首(shou)(shou)發第(di)(di)3代(dai)(dai)Q&P980鋼(gang)(gang)（淬火(huo)配分鋼(gang)(gang)〕；2013年(nian)(nian)，全球首(shou)(shou)發第(di)(di)3代(dai)(dai)熱鍍鋅Q&P980鋼(gang)(gang)。截至目(mu)前，寶(bao)鋼(gang)(gang)是全球唯(wei)一(yi)一(yi)家實現第(di)(di)3代(dai)(dai)超(chao)高強(qiang)鋼(gang)(gang)批量穩(wen)定供貨的(de)企業(ye)(ye)，也是目(mu)前世界上(shang)唯(wei)一(yi)一(yi)家同(tong)時可以工業(ye)(ye)化生產(chan)第(di)(di)1代(dai)(dai)、第(di)(di)2代(dai)(dai)和第(di)(di)3代(dai)(dai)全系列超(chao)高強(qiang)鋼(gang)(gang)的(de)鋼(gang)(gang)鐵企業(ye)(ye)。
現(xian)階段所有高(gao)強鋼(gang)(gang)研發工(gong)(gong)(gong)作思路都趨于一(yi)個方向，即生成高(gao)強的(de)(de)基體(ti)組(zu)織和(he)足(zu)夠多的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)，同時奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)穩(wen)定性是可(ke)控(kong)的(de)(de)，而在(zai)(zai)第3代汽(qi)車鋼(gang)(gang)的(de)(de)熱處(chu)理選擇上，通常(chang)運用(yong)逆相(xiang)(xiang)變和(he)正(zheng)相(xiang)(xiang)變兩種獲得奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)技術。在(zai)(zai)合金元(yuan)素(su)設計時，常(chang)采用(yong)更(geng)多的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)穩(wen)定元(yuan)素(su)，而工(gong)(gong)(gong)藝設計則采用(yong)特殊工(gong)(gong)(gong)藝細(xi)化基體(ti)組(zu)織，如通過貝氏體(ti)等(deng)溫(wen)淬火工(gong)(gong)(gong)藝得到納米(mi)貝氏體(ti)（Nanobainite），通過淬火-配分(fen)（Q&P）工(gong)(gong)(gong)藝得到碳配分(fen)的(de)(de)馬氏體(ti)，通過兩相(xiang)(xiang)區退火工(gong)(gong)(gong)藝得到中(zhong)(zhong)錳(meng)鋼(gang)(gang)的(de)(de)超細(xi)晶鐵素(su)體(ti)（Ultra-fineFrrite）。以中(zhong)(zhong)錳(meng)鋼(gang)(gang)、淬火延(yan)性鋼(gang)(gang)、納米(mi)鋼(gang)(gang)、熱沖(chong)壓鋼(gang)(gang)等(deng)為(wei)代表的(de)(de)第3代高(gao)強度汽(qi)車用(yong)鋼(gang)(gang)目(mu)前都在(zai)(zai)研發之中(zhong)(zhong)。
1.中錳鋼
中(zhong)(zhong)(zhong)錳鋼的(de)顯微組織(zhi)為超細(xi)晶鐵(tie)素體(ti)(ti)和亞(ya)穩態奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，其抗(kang)拉強度高(gao)但伸長率(lv)較(jiao)差，這主要是由于(yu)(yu)大部分粗大奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)錳富集(ji)不充分，在隨后冷卻到(dao)(dao)室(shi)溫的(de)過程中(zhong)(zhong)(zhong)轉變成了馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。退火溫度過低(di)時(shi)(shi)，抗(kang)拉強度和加工硬化速率(lv)均下降(jiang)，同時(shi)(shi)有試驗觀察到(dao)(dao)極長的(de)屈服(fu)延伸階(jie)段(duan)，這主要是由于(yu)(yu)生成了大量(liang)的(de)超細(xi)晶鐵(tie)素體(ti)(ti)。而采用中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)溫度退火時(shi)(shi)，退火組織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)出現大量(liang)的(de)亞(ya)穩態奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，從而使得中(zhong)(zhong)(zhong)錳鋼具(ju)有高(gao)強度和良好的(de)塑(su)性及加工硬化性，經逆(ni)相變處理的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)錳鋼微觀組織(zhi)結構，隨著退火時(shi)(shi)間(jian)〔1ms?12h〕的(de)延長，奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)量(liang)逐步增多，可達到(dao)(dao)33.7%。
2.淬火延性鋼
淬(cui)火(huo)(huo)一配(pei)分(fen)工(gong)藝是在帶鋼(gang)發生部分(fen)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相變后將其進行(xing)等溫配(pei)分(fen)處(chu)理，使得(de)碳元素從(cong)(cong)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)中擴散到(dao)未轉變的奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)中，從(cong)(cong)而提高奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的穩定性。Q&P鋼(gang)的顯微組織為馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和殘余奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，較低強度級別(bie)的Q&P鋼(gang)也含有(you)(you)一定量的鐵素體(ti)(ti)(ti)，其為傳(chuan)統加Si的TRIP鋼(gang)成分(fen)。而在同一強度級別(bie)，Q&P鋼(gang)與通過貝氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)等溫淬(cui)火(huo)(huo)處(chu)理得(de)到(dao)的無碳貝氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)TRIP鋼(gang)各有(you)(you)優(you)勢。
3.納米鋼
納米(mi)鋼公司（NanoSteel）對其開發的納米(mi)結構鐵基材(cai)料進行(xing)了大力宣傳。前期的報(bao)道(dao)曾探討過采用非晶(jing)態（金屬玻(bo)璃）合金（包括一些(xie)超高合金材(cai)料）的低溫(wen)結晶(jing)工藝得(de)到納米(mi)晶(jing)材(cai)料，但其研究近況的技術(shu)細(xi)節尚(shang)未向冶(ye)金界披(pi)露。
4.熱沖壓鋼
熱(re)(re)沖(chong)(chong)壓(ya)鋼多采(cai)用(yong)C-Mn-B的(de)(de)成分體(ti)系，主要用(yong)于(yu)生產(chan)一些不(bu)易成形的(de)(de)傳統高強(qiang)鋼零(ling)件，其室溫組(zu)織為高強(qiang)度的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)。相(xiang)關的(de)(de)熱(re)(re)沖(chong)(chong)壓(ya)工(gong)藝已(yi)確定，但(dan)鍍(du)層熱(re)(re)沖(chong)(chong)壓(ya)鋼等(deng)的(de)(de)研(yan)發(fa)仍(reng)很(hen)熱(re)(re)門(men)。當采(cai)用(yong)新一代AHSS方法使(shi)得(de)帶鋼強(qiang)度達到(dao)(dao)相(xiang)近級別（如(ru)1500MPa以上(shang)）時，冷成形鋼將極具競爭力(li)，因此，很(hen)難預測熱(re)(re)沖(chong)(chong)壓(ya)鋼的(de)(de)最終發(fa)展。值(zhi)得(de)關注的(de)(de)是，在第3代AHSS研(yan)發(fa)的(de)(de)推動下，一旦合(he)(he)適的(de)(de)過(guo)程控制(zhi)能力(li)得(de)到(dao)(dao)實(shi)現，同(tong)時結合(he)(he)各種熱(re)(re)處理新思路，新一代熱(re)(re)沖(chong)(chong)壓(ya)鋼也將得(de)到(dao)(dao)發(fa)展。目前(qian)，Q&P工(gong)藝已(yi)經被(bei)運用(yong)到(dao)(dao)熱(re)(re)沖(chong)(chong)壓(ya)工(gong)藝的(de)(de)研(yan)究中。結果顯(xian)示，相(xiang)比傳統馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織的(de)(de)熱(re)(re)沖(chong)(chong)壓(ya)零(ling)件，經Q&P處理后，其伸長率（斷(duan)裂前(qian)的(de)(de)能量吸(xi)收）得(de)到(dao)(dao)明顯(xian)改善。此外，有較高Mn含量的(de)(de)合(he)(he)金也能應(ying)用(yong)于(yu)熱(re)(re)沖(chong)(chong)壓(ya)的(de)(de)研(yan)究中。
5.總結
本文對(dui)高強(qiang)度(du)(du)汽車(che)(che)用鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)與(yu)現狀進(jin)行(xing)了(le)綜述。從傳統的(de)(de)(de)(de)第(di)1代(dai)高強(qiang)度(du)(du)汽車(che)(che)用鋼(gang)(gang)CP、DP鋼(gang)(gang)等(deng)(deng)(deng)，為汽車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)輕量化做(zuo)出巨大貢獻，并以(yi)極快的(de)(de)(de)(de)速度(du)(du)廣(guang)泛應(ying)用于(yu)(yu)(yu)汽車(che)(che)之后，各(ge)國對(dui)未(wei)來更(geng)高強(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)板的(de)(de)(de)(de)潛力翹(qiao)首企(qi)盼著，并為開發第(di)2代(dai)及第(di)3代(dai)高強(qiang)度(du)(du)汽車(che)(che)用鋼(gang)(gang)做(zuo)出不懈努力。目前研究(jiu)(jiu)較為深入的(de)(de)(de)(de)馬氏體鋼(gang)(gang)與(yu)Q&P鋼(gang)(gang)等(deng)(deng)(deng)成為新一(yi)(yi)代(dai)汽車(che)(che)鋼(gang)(gang)材(cai)。雖然(ran)對(dui)于(yu)(yu)(yu)新一(yi)(yi)代(dai)高強(qiang)度(du)(du)汽車(che)(che)用鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)還未(wei)徹(che)底結束，甚至關于(yu)(yu)(yu)該鋼(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)熱(re)物性（熱(re)物理性質）參數(shu)等(deng)(deng)(deng)方面的(de)(de)(de)(de)基礎研究(jiu)(jiu)尚(shang)屬空(kong)白而(er)導致連鑄關鍵工藝(yi)參數(shu)無(wu)法確定，但(dan)由于(yu)(yu)(yu)未(wei)來汽車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)需求及環境(jing)形勢(shi)所迫等(deng)(deng)(deng)因素，相信(xin)第(di)3代(dai)高強(qiang)度(du)(du)汽車(che)(che)用鋼(gang)(gang)更(geng)為深入的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)以(yi)及廣(guang)泛應(ying)用將成為必然(ran)趨勢(shi)。