高强度钢板（高强度钢板标准）

1、高强度钢板定义

高强度钢板

高强度钢板是指牌号Q420钢，强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。主要用于大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械及其他大型焊接结构件。

牌号Q460钢，强度高，在正火，正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能，全部用铝补充脱氧，质量等级为C、D、E级，可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各种大型工程结构及要求强度高，载荷大的轻型结构。

高强度钢板（高强度钢板标准）

2、高强度钢板分类

普通高强度钢板

（1）高强度IF钢板是在IF钢的基础上，添加不同类型的强化元素（如固溶强化元素P、Mn、Si）和适当的轧制工艺控制，使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时，拥有较高的强度，满足复杂形状轿车冲压件性能要求。

（2）烘烤硬化钢板（BH钢）包括IP钢烘烤硬化钢板和低碳烘烤硬化钢板两种。特点是钢板冲压成形前具有较低的屈服强度，通过冲压成形后的涂漆烘烤工艺使钢板的屈服强度增加。

（3）含磷钢板利用磷在钢中的固溶强化作用进行强化。含磷钢板可以用来冲制一些形状比较复杂的汽车冲压件。

（4）超低碳含磷钢板特点是具有良好的深冲性、塑性和韧性，P、Mn、Si等元素的固溶强化作用保证了其强度。

（5）各向同性钢板（IS钢）冷轧各向同性钢属于低碳微合金钢，主要用于汽车外板，目前在欧洲已商品化，产品大类分为冷轧普板、电镀锌、热镀锌和热镀锌合金化产品，这类产品主要在欧洲系列车型上使用较多，日系汽车很少使用。

（6）低合金高强度钢板汽车用热轧低合金高强度钢板，也称为F－P型低合金高强度钢板，在现代热轧低合金高强度钢板中，藉助添加合金元素而使钢得以强化的主要机制有晶粒细化、析出强化、固溶强化甚至相变强化等。

3、高强度钢板新品种

（1）热冲压钢板近年开发了材料的热冲后进行热处理的新技术。这种技术应用于可以热处理强化的钢板，例如含B钢板，将其加热到900℃左右进行冲压成形，大幅度降低了成形抗力，提高了材料的成形能力。冲成零件后，立即利用余热进行淬火处理。目前处理后的抗拉强度可以达到1500MPa左右。处理完的零件需进行喷丸处理，以去除氧化铁皮，改善表面质量。

近年来生产上普遍采用的是带有Al-Si预涂层的钢板，可以在热冲压前的加热过程中避免氧化，热冲压后表面形成Fe－A1－Si合金化层，零件无须喷丸清理，可直接涂装，并且零件的形状精度较好。典型牌号有Arcelor的Usibor1500P和预涂层的22MnB5等。

（2）TWIP钢TWIP钢的大特点是强塑积高，可以达到50000MPa%，为TRIP钢的2倍以上。TWIP钢可以象DDQ级冲压板一样，冲压出复杂形状的零件，但强度却要高出2～5倍；其抗拉强度与热处理钢相当，而塑性却较热处理钢高10倍以上。

TWIP钢的塑性变形的主要机制是位错滑移，这会导致非常剧烈的加工硬化，从而导致TWIP钢非常强的加工硬化能力和非常大的延伸率。这种性能即使在高应变速率下仍然保持着，因而在撞击等高应变过程中，可以保证汽车非常高的安全性。

4、高强度钢板成型

汽车工业的迅猛发展为国民经济和社会发展发挥了重要作用。但受能源短缺、环境污染等问题的影响，该行业发展之矛盾也日益凸显。展望未来，该行业的发展只有建立在自然、生态、节能、安全等背景下，其发展才可持续。

在此背景下，汽车

以及高强钢的应用成为了重要发展方向。但受高强钢板材强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温

状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，目前该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。

据调查统计，部分汽车品牌高强钢的应用不断扩大，有些车型的车身框架高强度钢的应用已达90%。根据美国钢铁学院能量部的研究，即使高强度钢降低部分数值其拉伸还是要比传统的

困难得多。高强钢的延展率只有普通钢材的一半。

当材料被冲压成形时，会变硬，不同的钢材，变硬的程度不同。一般高强度低

只略有20MPa增加，不到10％。注意：双相钢的屈服强度有140MPa增加，增加了40％多！金属在成形过程中，会变得完全不同，完全不像冲压加工开始之前。这些钢材在受力后，屈服强度增加很多。材料较高的屈服应力加上加工硬化，等于流动应力的大大增加。因此，开裂、回弹、起皱、工件尺寸、模具磨损、微焊接磨损等成为了高强钢成型过程中的问题焦点。

基于高强钢的特点和特性，如果不能改变金属流动和减少摩擦，那么高强度钢（HSS）的开裂和质地不均性都可能引起部件报废率的上升。这种材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)（测量屈变力的单位）、增强的回弹、加工硬化的倾向以及在升高的成型温度下运行对于模具来说都是一个挑战。

润滑影响成型性这是不争的事实。因此，高性能

可提供一种更高性能的膜以保护金属免于断裂、压裂或被焊接到模具上。好的润滑剂还能够减少摩擦热量，使金属流动不间断并能控制起皱或断裂。

针对这一问题，美国IRMCO公司作为世界知名从事润滑研究制造的专业公司，自三十年前就已成功研发的新型

润滑技术解决了高强钢的成型问题。下面，结合多年来的研究和使用从润滑角度并结合该润滑技术的特点谈一下看法和意见。如下：

1、由于高强钢的屈服力大，要屈服它比一般板材需要更多的能量，这种能量除了变形以外，很大程度上是板材与模具间推撞（摩擦）。因此，随着金属在冲压模具中变形温度会不断升高，油基润滑油都会变薄，有些情况下会达到闪点或者烧着（冒烟），润滑失效。而IRMCO高分子聚合物极温润滑剂中含有抗极压物并具有“热寻性”而且会粘到金属上，随着温度的升高在模具和板材表面形成一个坚韧的保护屏障，从而降低摩擦和温度，以帮助工件更好的延展，以此来控制摩擦和金属流动；同时保护金属不会过热，发黑而拉裂和粘接。（如下图4）

同时，根据实际试验中的问题，我们在实验室里复制现场试验的结果。不同配方的油基和常规（肥皂）为基础的合成润滑剂，在高强钢上不能正常工作。废品率和模具磨损（擦伤）失控。（如下图5）

美国绿叶技术实验室对IRMCO产品和汽车行业通过认证的拉伸油以及合成润滑剂，在美国DP780超高强度钢上进行了成型对比实验。采用了

州立大学的茵

根(Interlaken)拉伸成型测试法。这种方法被证实用于测试实际结果非常准确。IRMCO达到的数值是145比汽车行业通过认证的拉伸油的115和合成润滑剂的110超过了25%。数值越大说明成型能力越好（如下图6）。

2、由于冲压过程中会产生温度，同时由于油的

比较大，热扩散比较差。而IRMCO水基润滑剂因温度产生形成水蒸气带走热量，不但有效的降低了温度，保护了模具，而且因温度所产生的微焊接磨损将得到有效的控制。同时还可以提高冲次。

传统的物理气相沉淀（PVD）和化学气相沉淀涂层（CVD）外部需要润滑发挥大性能。IRMCO指出：“热扩散工艺可以减少摩擦磨损的问题。通过热扩散所产生的碳化钒可以形成耐久性、坚硬的表面，在苛刻的成形和冲压模面时，会极大的提高工具的使用寿命。如果使用的润滑剂无法承受高温、磨损和先进高强钢的加工硬化性，价值会大幅降低。因此，使用可满足高强钢需求的润滑剂，是达到涂层使用寿命大化的关键。”

根据IRMCO技术的先进行及多年的应用经验，高强钢冲压模具无需花费高昂的涂层费用，就可以满足生产需要，并可以延长模具寿命。从（下图7）可以看出IRMCO润滑技术对模具的保护作用。冲压三千个工件后，工件表面质量及模具表面得到明显的改观（表面划痕明显减少）。

模具间隙及模具的几何设计等是实现工件尺寸精度的重要内容。因此，这直接关系到对金属材料和润滑剂技术要求。如果间隙越小、越紧

越大，对润滑剂的要求也越高，但工件的成型精度也相对越高。由于IRMCO可以较好的控制摩擦和金属流动，所以可以保证工件质量更加稳定。

IRMCO高性能环保润滑剂不仅可以解决高强钢、重冲、深拉伸等的成型问题，而且可以减少润滑油50%-75%的用量，更重要的是它可以对目前冲压行业的生产工艺带来重大改善和优化，以减少更多能源、资源的消耗和对环境的污染。优化后的工艺如下：

IRMCO产品和

模具兼容，所含聚合物的热寻性在冲压温度升高时强力保证润滑膜层。降低了模具的工作温度，延长了模具寿命，同时可有效提高冲次和工件表面质量。

不需任何处理就可以直接进行焊接，不但不会产生虚焊、假焊，而且不会产生有毒油烟和刺激异味，同时可以减少至少25%的焊接烟雾，不仅极大提高了工作效率的，而且保证了工人的安全和工件洁净并利于搬运，节省手套、

等用量。

：可以使用26.7~43℃清水进行清洗，大幅度降低能耗；可以使清洁池内沉淀物减少75%和75%的清洗用水；可直接排放，并达到对鱼类无害的标准，污水排放量的减少使处理费用降低。

：由于易于清洗，可以使工件达到高清洁度，全面提高磷化效果。

：IRMCO产品和电泳漆兼容，同时工件高清洁度增强了电泳涂装的质量。

：IRMCO产品可以与电烤漆和粉漆完全兼容。工件的高清洁度提高了喷漆附着力，漆可以喷得更薄，同时喷漆表面无气孔、流淌现象。

5、高强度钢板不同地区含义的差异

国内对汽车用高强度钢板倾向于分为两类：

普通高强度钢板抗拉强度或屈服强度相对较低，或采用传统工艺或传统工艺少许改进即能生产出来高强度钢板。如烘烤硬化钢板、含磷钢板、高强度IF钢板以及HSLA钢板等。

先进高强度钢板需要采用先进设备及工艺方法才能生产出来的钢板，如双相钢板（DP钢板）、复相钢板（CP钢板）、相变诱发塑性钢板（TRIP钢板）和马氏体钢板（M钢板或Mart钢板）等。

日本

将抗拉强度不低于340MPa的冷轧钢板和抗拉强度不低于490MPa的热轧钢板通称为高强度钢板（HSS）。

德国（BMW）

高强度钢板（HSS）屈服强度高于180MPa（包括180MPa），低于300MPa的钢板。

先进高强度钢板（AHSS）屈服强度高于300MPa（包括300MPa），低于600MPa的钢板。

超高强度钢板（UHSS）屈服强度高于600MPa（包括600MPa）的钢板。

ULSAB组织

ULSAB组织将高强度钢板分为两类：屈服强度为210～550MPa的钢板定义为高强度钢板（HSS）；屈服强度大于550MPa的钢板定义为超高强度钢板（UHSS）。

国际钢铁协会（IISI）

把高强度钢板从定性概念上定义为高强度钢板（HSS）和先进高强度钢板（AHSS）。