汽車用鋼的在汽車上有哪些應用及其性能要求

【汽車用鋼】常規汽車中各種鋼材在汽車總重中所占比例為(wei) 70%左右，汽車用鋼材種類中主要是各類板帶鋼，按生產(chan) 工藝不同，可分為(wei) 熱軋板(熱軋薄板、中厚板)和冷軋板(普冷板、鍍層板)；按鋼板強度不同，可分為(wei) 以IF鋼(無間隙原子鋼)為(wei) 代表的具有超深衝(chong) 性能的軟鋼係列和以TRIP (相變誘發塑性鋼)鋼為(wei) 代表的高強度鋼係列，通'常深衝(chong) 鋼是鋁鎮靜鋼和無間隙原子鋼，高強度鋼和超高強度鋼是低合金鋼、DP鋼(雙相鋼)、TRIP鋼、TWIP鋼(攣生誘發塑性鋼)和馬氏體(ti) 鋼等；按鋼板性能區分，可分為(wei) 深衝(chong) 鋼(IF)、烘烤硬化鋼(BH)、 低合金高強度鋼(HSLA)、高強度鋼(HS)、超高強度鋼等；按加工方法分，可分為(wei) 沸騰鋼、鋁鎮靜鋼、鍍鋅鋼板等；按組織結構和成分分類,有含磷鋼、含銅鋼、無間隙原子鋼、雙相鋼、TRIP鋼、馬氏體(ti) 鋼等。各種鋼板在汽車上的應用及性能要求如下：
     外覆蓋件

翼子板、側(ce) 圍外板、車門外板、發動機罩外板、行李箱蓋外板等各暴露部分，因而對表麵質量要求高，必須具有抗腐蝕能力；同時應保證強度和剛性的要求，並具有良好的抗凹陷性；再者，要求有良好的成型性，但也應在一定厚度之下，一般使用料厚0.6mm-1.0mm 之間的薄板，且使用表麵有塗層的鍍鋅或鋅鐵合金鋼板。由於(yu) 發動機罩、車門、行李箱蓋等外板對剛度和成型性有要求，當前多采用BH 烘烤硬化鋼、或者DP450 雙相鋼；一般抗拉強度≥300MPA，n≥0.21；r≥1.3；δ≥34%；屈強比≤0.61，這樣也達到減輕車體(ti) 重量的效果。

內(nei) 覆蓋件

內(nei) 覆蓋件變形複雜，深拉延多，因此對塑性應變比和延伸率要求高，由於(yu) 變形大，對變形均勻性也要求較高，料厚一般選用0.8mm-1.2mm，n≥0.24；r≥1.5；δ≥42%；屈強比≤0.61，同樣也需要具備一定的防腐能力。

功能件

載荷甚至衝(chong) 擊，要求有足夠的強度和剛度，其中如門柱、窗柱等結構件，抗拉要求在600Mpa，當前多選擇雙相DP 鋼、相變誘導塑性TRIP 等高強度鋼，既要保證有好的成型性，也要保證強度要求，門柱內(nei) 板強度一般選用300Mpa 以，

n≥0.24；r≥1.4；δ≥45%。功能件如門柱、門框、橫梁、加強梁等，這類零件需要承受一定的載荷甚至衝(chong) 擊，要求有足夠的強度和剛度，其中如門柱、窗柱等結構件，抗拉要求在600Mpa，當前多選擇雙相DP 鋼、相變誘導塑性TRIP 等高強度鋼，既要保證有好的成型性，也要保證強度要求，門柱內(nei) 板強度一般選用300Mpa 以上，n≥0.24；r≥1.4；δ≥45%。

加強板類零件

加強板零件一般有三種：1、在一些局部受到集中載荷作用的製件上，增加加強可分擔部分載荷，提高該部位的剛度；2、采用具有吸振功能的鋼板作為(wei) 加強，以起到減振作用，保證整車安全性；3、另外一些加強板同時也是結構件，需要腐蝕功能，如擋泥板、下邊梁等，其強度要求也高，要求在300Mpa以上，≥0.21；r≥1.3；δ≥34%，屈強比小於(yu) 0.66。

底盤類零件

用於(yu) 汽車結構件、安全件和加強件，如車輪、保險杠、橫梁、縱梁、座椅導軌零件的，選用DP雙相鋼，其屈服強度在500MPa~900Mpa，采用熱處理得到0%的鐵素體(ti) 和20%的馬氏體(ti) 的晶向結構，具有低屈強比、初始加工硬化訴苦塊、服延伸、具有烘烤硬化性能；回彈大，但孔擴性能較差；也可選用TRIP相變誘導塑性鋼，組織是鐵素體(ti) 、貝氏體(ti) 和殘餘(yu) 奧氏體(ti) ，F+B+RA(5%~15%)，強度為(wei) 600MPa~1000MPa，其特點是初始加工硬化指數小於(yu) DP鋼，但在很長應變範圍內(nei) 仍保持較高的加工硬化指數，因此特別適合於(yu) 低脹成型。

熱軋鋼板

低合金高強度鋼，利用控軋控冷、細化晶粒和沉澱強化等作用，得到優(you) 良的綜合力學性能，其屈強比高、回彈大，一般隨強度的提高延伸性降低。為(wei) 提高冷成型性能和焊接性能，鋼中的碳含量有降低的趨勢，一般用在汽車大梁、橫梁、傳(chuan) 動軸管和轎車底盤零件等結構件上，一般屈服強大大於(yu) 550MPa，抗拉強度在600MPa~950MPa，延伸率大於(yu) 12%，冷彎直徑1.5a。

激光拚焊板

90年代後期，激光拚焊板開始應用到車身製造中激光拚焊板能有效地減輕車身質量和提高整車安全性，同時降低製造成本。一般一個(ge) 車身應用拚焊板至少可以達到20個(ge) 品種的零件。拚焊板優(you) 點是合適的材料用在合適的位置，減輕車身的重量，減少汽車零部件的數量，提高原材料的利用率，增強車身的結構功能，能夠生產(chan) 寬體(ti) 車身，降低汽車製造成本。使用拚焊板可使整車成本平均減少300元；整車重量平均減少19Kg；整車零件數平均減少36個(ge) 。

為(wei) 適應汽車對安全、價(jia) 格、燃油、環境的客觀要求，汽車用鋼板輕量化、高強度是必然的發展趨勢，盡可能大量使用高強度版、拚焊板是未來汽車鋼板發展的趨勢。

曲軸和連杆及轉向器用鋼

汽車上大量的軸類主要有調質合金結構鋼和非調質鋼製造。其中典型零件有曲軸、連杆、半軸、傳(chuan) 動軸以及前軸等。曲軸分鑄造曲軸和鍛鋼曲軸，鍛造曲軸用鋼在輕型和中負荷發動機上，通常用40Cr、50MnB或45#鋼，對於(yu) 重型車或汽車發動機曲軸，則采用淬透性和強韌性更好的鋼種，如42CrMo、35CrMo等。目前國內(nei) 主要采用的連杆用鋼是規格為(wei) Φ30-Φ70的鋼坯，品種主要有非調質合金鋼45M5UA2，40MnS等。

半軸用鋼

汽車半軸承受著較高的扭轉和彎曲應力，因此既要考慮扭轉和彎曲強度，又必須有高的疲勞強度，轎車和輕型車的半軸多采用冷擠壓，載重汽車的半軸多采用鍛造。

傳(chuan) 動軸用鋼

汽車傳(chuan) 動軸是影響汽車安全及舒適度的重要部件，設計合理的汽車傳(chuan) 動軸及其用鋼是提高車輛質量的重要保證。國內(nei) 各大鋼廠目前生產(chan) 的傳(chuan) 動牌號有：50MnB、40Cr、35CrMo等。

齒輪鋼

齒輪鋼主要用於(yu) 生產(chan) 製造汽車變速箱軸、齒類零件；汽車驅動橋差速器主從(cong) 動齒、星形齒、半軸齒輪；轉向器蝸輪、蝸杆、齒條；發動機正時齒輪等。汽車齒輪鋼不但要求有良好的強韌性、耐磨性，承受衝(chong) 擊、彎曲和接觸盈利，而且還要變形小、精度高、噪音低。通常，高質量水平的齒輪鋼主要表現在三個(ge) 方麵：末端淬透性帶窄，離散度小；純潔度高；晶粒細小均勻。此外，良好的加工性能，包括冷、熱加工型和易切削性，也是汽車用齒輪所關(guan) 心的重要指標。

彈簧鋼

彈簧鋼主要用於(yu) 生產(chan) 製造汽車鋼板彈簧、汽車扭力杆、螺旋彈簧、氣門彈簧等。在所有汽車彈簧中懸架彈簧和氣門彈簧是具代表性的產(chan) 品，前者作為(wei) 轎車減振係統的重要零件在轎車行車過程中隨著路況變化一直處於(yu) 動載荷狀態，懸架彈簧不僅(jin) 涉及到乘員的舒適性還涉及到車輛的操控性和安全性，它的疲勞壽命特別受到關(guan) 注。氣門彈簧長期在惡劣的工況下工作，需要在高溫、高頻率下長時間服役不失效，氣門彈簧失效不僅(jin) 表現為(wei) 發動機驅動力下降，並且可能損壞發動機，因而曆來被認為(wei) 是發動機的心髒零件。對於(yu) 汽車懸架板簧用熱軋扁鋼，主要是Si-Mn係鋼，產(chan) 量最大的是60Si2Mn(A),約占60%-70%。國產(chan) 汽車閥門彈簧鋼在數量、質量、品種、規格上與(yu) 汽車工業(ye) 的需求由較大差距，鋼號以50CrVA、55SiCr為(wei) 主。

軸承鋼

汽車用軸承鋼的質量要求如下：1、化學成分，鋼的物理、化學、機械性能和金相組織都是由化學成分決(jue) 定的，改變了化學成分，就改變了鋼的基本性質，因此，軸承鋼的化學成分必須符合標準規定的允許範圍。2、內(nei) 部質量：宏觀質量——軸承鋼材的內(nei) 部要致密，不允許有肉眼可見的缺陷割裂鋼材的基體(ti) ；微觀質量——要求軸承鋼材內(nei) 部組織要均勻，純淨度要高。電機、汽車軸承占軸承總量的80%左右，代表牌號GCr15、GCr15SiMn；鐵路客車、貨車軸承占10%~15%，代表牌號GCr18Mo；汽車輪轂軸承占5%，代表牌號S55C、R1070。

車輪用鋼

汽車車輪有輪輞/輪輻組成,輪輞經下料卷圓、閃光對焊、水冷、去毛刺、擴口、滾形擴張、打衝(chong) 氣孔等工序完成；輪輻經正拉延、反拉延、鐓壓整形、衝(chong) 孔、修邊、衝(chong) 螺栓孔、擠球麵翻邊等工序來完成。采用CO2保護焊將輪輞和輪輻組裝成車輪。車輪實體(ti) 必須達到規定的台架疲勞試驗次數才能裝車使用。汽車車輪的製造工藝過程和車輪的服役條件，對所采用材料的技術要求是非常苛刻的。除了應具有良好的延伸凸緣性，良好的冷成型性、良好的閃光焊接性及疲勞性能等綜合機械性能外，還應具有良好的表麵質量和嚴(yan) 格的尺寸公差。為(wei) 保證車輪的氣密性及其運行時不產(chan) 生大的旋轉振擺或失衡，必須保證鋼板的厚度公差，這是我國開發車輪用鋼的難點所在。