IND4汽車人：汽車材料漫談系列之第一季王者之心—鋼鐵材料（二）更輕更薄更硬的汽車鋼板

正如我們在之前提到的那樣，鋼板在汽車製造中的應用非常普遍，鋼板在乘用車上占鋼材使用總量的60%-80%，即便是在商用車上也要佔到總量的50%以上。以乘用車為例，鋼板在整車上的主要應用主要為覆蓋件和白車身。

下面這張圖就顯示了由鋼板製造所的車身各類部件，我們可以從中對鋼板在整車中的地位有一個大致的了解。

汽車鋼板從軋制工藝的差異，可以分為熱軋鋼板和冷軋鋼板兩個大類。在乘用車上用途最為廣泛的則是冷軋鋼板。乘用車上使用的冷軋鋼板除用量大之外，還具有鋼種繁多且質量要求高等特點。

雖然冷軋鋼板製造的零件種類很多，但車身部件對冷軋鋼板有一些共性的要求，這也是我們在選擇鋼板材料時所需要考量的因素。

成形性能

汽車鋼板由於要經過衝壓成形製成形狀複雜的各類覆蓋件和車身結構件，因此衝壓過程的變形均勻性、衝壓後無開裂、衝壓表面無起皺以及衝壓後部件無反彈是對鋼板成形性能的要求。為了衡量鋼板的成形性能，需要引入幾個重要的指標：塑性應變比（r值）、應變硬化指數（n值）、屈服強度、總伸長率、時效指數（AI）和屈服伸長（Y.P.E.）。為了使鋼板具有優異的成形性能，需要鋼板具有高的r值、n值、總伸長率，同時具有低的屈服強度、AI和Y.P.E.。

按照衝壓性能，通常把鋼板分為商用級（CQ）、普通衝壓級（DQ）、深衝壓級（DDQ）、超深衝壓級（EDDQ）和特超深衝壓級（SEDDQ）。

下圖顯示了不同級別鋼種的拉伸性能範圍。

強度性能

近年來隨著輕量化和整車安全性的要求不斷提高，在車身不同部位的零件對鋼板強度提出了更高的要求。更為苛刻的是，隨著強度的提高，對於成形性能的要求卻不能降低或僅有少量的降低。常見的強化方式有：採用Si、P、Mn、Cr、C、N等元素進行的固溶強化；加入Ti、Nb、V等微合金元素實現的析出強化；通過細化晶粒而阻礙位錯移動的細晶強化；通過加工硬化和烘烤硬化而提高材料強度；通過形成馬氏體、貝氏體組織而實現的組織強化；以及通過形成具有殘留奧氏體而在後續塑性變形誘發馬氏體相變的局部強化。

各類鋼材強度性能和成形性能的關係將各類高強鋼種展示在下圖中。

表面質量

不同部位的車身零部件對鋼板的表面質量要求各有差異，通常來說，卡車的覆蓋件和車身結構件對錶面質量要求較低。乘用車則要求選用表面質量很高的鋼板。在國內使用的標準中，鋼板的表面質量分為：FB（較高級精整表面）、FC（高級精整表面）和FD（表面超高級的精整表面）三個級別。對於乘用車的外部覆蓋件要求採用的是FD級別（相對於德國的O5級）。衝壓後鋼板表面避免出現的塑性變形滑移線也是對錶面質量的重要要求。

除上面這些性能外，還有焊接性能、各向同性、吸收能量性等特性，不同種類高強鋼的特性比較如下表。