汽车用钢发展趋势：

    随着社会对汽车“环保、安全和低价格”要求的提高，作为制造汽车主要原材料的钢铁，其最主要的发展趋势之一是研发高强度钢（HSS），目的是通过提高强度减薄钢板的厚度来实现汽车的轻量化，进而实现汽车的“节能减排”。

    高强度钢定义：

    在汽车用钢领域内，强度是产品最重要的性能指标。一般将抗拉强度不小于340MPa级别的钢称为高强钢，抗拉强度不小于780MPa级别的钢称为超高强钢。下图1是根据冶金机理划分的不同强化机理的各种高强钢的抗拉强度和延伸率的关系。

图1：各种高强度钢的抗拉强度和延伸率的关系

    先进高强度钢定义：

    高强钢分为传统高强钢和先进高强钢。传统高强钢以铁素体为主要微观组织，主要通过析出和固溶等强化手段，强度一般在级别600MPa以下。在传统高强钢基础上，引入马氏体、贝氏体等高强度相结构，借助这些高强相的强化作用，在不对成分体系作显著改变的前提下，大幅度提高材料的性能。这类以相变强化为主要强化机制的高强钢被称为先进高强钢（AHSS），强度级别可覆盖450MPa～1700MPa的范围。

    先进高强度钢发展趋势：

    随着材料强度的提高，钢板的成形性会相应下降，冲压成形困难，无法满足汽车厂对材料提出的越来越高的要求。因此，汽车厂迫切希望钢厂开发强度和延伸率兼顾的高强高韧性钢板。钢铁研发人员在已有先进高强钢的基础上，在材料中引入FCC（奥氏体）相，利用奥氏体的相变强化作用，可进一步大幅度提高先进高强钢的性能。目前已发展出了全奥氏体组织的第二代先进高强钢和部分奥氏体组织的第三代先进高强钢，形成了先进高强钢家族的三代产品划分。

    三代汽车用先进高强度钢的划分：

    ★第一代先进高强度钢：

    包括双相钢（DP）、相变诱发塑性钢（TRIP）、复相钢（CP）和马氏体钢（Mart）等；其抗拉强度和延伸率的乘积约为10GPa%～15GPa%,是目前汽车用钢中增长最快的一类产品；其合金元素含量较低，焊接性能较好；本类产品目前在宝钢已趋于成熟。

    ★第二代先进高强度钢：

    是全奥氏体组织，又称孪晶研发塑性钢（TWIP）；其抗拉强度和延伸率的乘积为50GPa%以上；其合金元素含量较高，Mn含量超过15％。

    ★第三代先进高强度钢：

    以马氏体或贝氏体为基体配合适当的残余奥氏体，其抗拉强度和延伸率的乘积约为20~40GPa%,处在第一代和第三代钢之间的蓝海区域，是目前汽车用钢中研发的热点。

    第三代汽车用先进高强度钢的实现技术路线：

    获得第三代汽车用先进高强钢有多种技术解决方案，宝钢基于对汽车用钢发展趋势的判断和对自身研发制造特点的理解，选择了其中两种作为第三代钢的发z展方向：

    宝钢第三代汽车用钢—Q&P钢

淬火延性钢（Q&P）钢金相图

    本方法是通过一种特殊的热处理工艺（淬火+配分，即Quenching and Partitioning）和成分的配合来获得马氏体＋残余奥氏体的组织；特点：性能较第一代钢有显著提高，强塑积大于20GPa%；成分体系、生产技术、使用性能都与第一代钢相近，易于产业化。Q&P钢开发成功以来，宝钢在国内外学术会议和刊物上不断发表有关研究成果，并已申报国内国际专利。目前，宝钢Q&P钢已开发出无镀层、热镀锌、镀锌合金化等不同产品种类；980MPa、1180MPa等不同强度级别；高塑性、高扩孔性等不同性能特点的较为完整的产品线，可满足不同用户的个性化需求。Q&P钢性能优越，技术成熟，获得了国内外汽车主机厂和零部件厂用户的广泛关注，商业化前景广阔。2004年开展Q&P钢的实验室研发工作。2009年实现980MPa级产品工业化样件制造，并开展相关用户认证评估工作。2012年实现批量化供货，成为宝钢第一种真正的全球首发产品。2013年宝钢热镀锌Q&P980（HC600/980QPD+Z）的样件实现全球首发。

    宝钢第三代汽车用钢—Mn-TRIP钢

中锰（Mn-TRIP）钢金相图

    成分体系和性能处于第一代和第二代之间，Mn含量在5～10％。特点：强塑积（＞30GPa%）；成分体系、生产技术和使用性能与现有产品差别较大，产业化方面还需要做一些工作。Mn-TRIP钢开发了无镀层、热镀锌等不同产品种类；980MPa、1180MPa、1500MPa等不同强度级别的多个品种，受到国内外用户和科研院所的极大关注。由于Mn-TRIP钢的成分体系、制造技术和使用性能与现有产品存在加大区别，目前宝钢正与国内外用户共同进行Mn-TRIP的特性研究和商业化。2009年开展Mn-TRIP钢的实验室研发工作。2013年在国际上首次实现980MPa级产品工业化样件制造。2014年实现1180MPa级产品工业化样件制造，是宝钢又一个汽车用钢全球首发产品。

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责任编辑：王元

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