在汽車(chē)制造領(lǐng)域，鋼與鋁及鎂合金等的競(jìng)爭(zhēng)已進(jìn)入了一個(gè)新的階段。同時(shí)，汽車(chē)制造商也對(duì)鋼鐵材料的性能和成本提出了更高的要求，汽車(chē)用先進(jìn)高強(qiáng)鋼（AHSS，AdvancedHighStrengthSteel）的研發(fā)與生產(chǎn)就顯得特別迫切。為滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)更安全、更輕量化、更環(huán)保和更經(jīng)濟(jì)油耗的需求，鋼鐵企業(yè)加大了汽車(chē)用先進(jìn)高強(qiáng)鋼的研發(fā)與投資建設(shè)，生產(chǎn)與應(yīng)用也取得了顯著進(jìn)展。
先進(jìn)高強(qiáng)鋼產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)進(jìn)入高峰期
2015年—2017年是先進(jìn)高強(qiáng)鋼產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)的高峰期。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2015年以來(lái)投產(chǎn)或在建的高強(qiáng)鋼產(chǎn)線(xiàn)有20余條，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為1000多萬(wàn)噸，產(chǎn)品定位多以先進(jìn)高強(qiáng)鋼（AHSS）為主，如浦項(xiàng)光陽(yáng)廠新建的7號(hào)連續(xù)鍍鋅線(xiàn)、鞍鋼與神戶(hù)制鋼所合資的冷軋連退產(chǎn)線(xiàn)等。另外，統(tǒng)計(jì)的產(chǎn)線(xiàn)中以高強(qiáng)度熱鍍鋅產(chǎn)線(xiàn)居多。車(chē)身的耐環(huán)境腐蝕和耐環(huán)境老化性能是汽車(chē)選材及加工工藝應(yīng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)汽車(chē)防腐性能提出了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如美國(guó)、日本提出了車(chē)身表面耐腐蝕為5年，耐穿孔腐蝕為10年，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)腔耐腐蝕極限為2年。鹽霧試驗(yàn)表明，鍍鋅板的耐鹽霧腐蝕時(shí)間一般是普冷板的2倍—3倍，因此，車(chē)身的外露部件大量使用鍍鋅板是提高車(chē)身抗腐蝕性能的最有效途徑之一。
我國(guó)目前還沒(méi)有官方的防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。在沒(méi)有規(guī)范的約束之下，自主品牌汽車(chē)鍍鋅板使用率較低。2015年5月，第三屆中國(guó)汽車(chē)防腐蝕與老化技術(shù)論壇上發(fā)布了“汽車(chē)防腐蝕與老化技術(shù)規(guī)范體系”，這是國(guó)內(nèi)首個(gè)汽車(chē)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)品抗腐蝕耐老化性能的提高將帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)品檔次的提升、官方防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)等，我國(guó)汽車(chē)用鍍鋅板有較大發(fā)展?jié)摿Γ蔀楦鞔箐搹S投資建設(shè)的重點(diǎn)。
先進(jìn)高強(qiáng)鋼材料研發(fā)進(jìn)步明顯
近年來(lái)，鋁合金、鎂合金、碳纖維復(fù)合材料等輕質(zhì)非鋼材料在國(guó)際高端品牌汽車(chē)中的用量呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì)。如歐洲車(chē)企正在其高利潤(rùn)率車(chē)型中擴(kuò)大鋁材料的應(yīng)用，福特旗下采用全鋁車(chē)身的F-150皮卡已投產(chǎn)，特斯拉ModelS也是全鋁車(chē)身行列的一員。2016年1月，上汽通用凱迪拉克旗下首款國(guó)產(chǎn)豪華大型車(chē)凱迪拉克CT6正式上市，車(chē)身框架的64%由鋁合金材料進(jìn)行打造。隨著國(guó)內(nèi)日趨嚴(yán)格的排放規(guī)定和新能源汽車(chē)的迅速發(fā)展，鋁合金、復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)自主品牌的應(yīng)用也開(kāi)始增多。2015年上海車(chē)展上，北汽新能源推出微型純電動(dòng)汽車(chē)——EX概念車(chē)，采用全新鋁合金框架式的車(chē)身結(jié)構(gòu)，量產(chǎn)車(chē)將于2017年上市。2015年3月上市的別克英朗采用鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋，開(kāi)10萬(wàn)元級(jí)緊湊型轎車(chē)應(yīng)用先河。在此背景下，鋼鐵企業(yè)都在傾力打造滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化需求的高端汽車(chē)板產(chǎn)品。2015年以來(lái)，寶鋼、浦項(xiàng)、JFE、蒂森克虜伯等重點(diǎn)汽車(chē)板生產(chǎn)企業(yè)在先進(jìn)高強(qiáng)鋼的研制方面取得了顯著進(jìn)展。
寶鋼。2015年2月，寶鋼QP1180GA先進(jìn)汽車(chē)高強(qiáng)鋼全球首發(fā)，第一卷QP1180GA鋼成功下線(xiàn)。QP1180GA鋼板首次實(shí)現(xiàn)了980MPa強(qiáng)度以上級(jí)別高強(qiáng)鋼的鋅層合金化，在達(dá)到了1200MPa的超高強(qiáng)度的同時(shí)，具有15%以上的高延展率，具有更好的焊接性能、涂著性能、耐熱性和耐腐蝕性，為實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的輕量化發(fā)展提供了有力支撐。
2015年6月，寶鋼第三代汽車(chē)用鋼中錳鋼，實(shí)現(xiàn)了材料和零件雙全球首發(fā)。該材料包括了冷軋CR980MPa級(jí)、熱鍍鋅GI980MPa級(jí)和熱鍍鋅GI1180MPa級(jí)等系列鋼種；目前已用于后地板左右連接板零件的工業(yè)試制。980MPa級(jí)和1180級(jí)中錳鋼擁有超高強(qiáng)塑性匹配，屈服強(qiáng)度為760MPa—1100MPa，抗拉強(qiáng)度為980MPa—1250MPa；成型性好：伸長(zhǎng)率≥30%；減重能力佳：減重≥15%。因此，其適用范圍比一般超高強(qiáng)鋼更為廣泛，應(yīng)用前景包括汽車(chē)A柱、B柱、防撞梁和門(mén)檻加強(qiáng)件等眾多車(chē)身結(jié)構(gòu)件。
2015年11月，寶鋼發(fā)布了自主研發(fā)的超輕型白車(chē)身BCB（BaosteelCarBody），這是國(guó)內(nèi)鋼企首次發(fā)布完整的車(chē)身產(chǎn)品。BCB用材涵蓋寶鋼第一代、第二代和第三代汽車(chē)用鋼，包括最新開(kāi)發(fā)的1180QP、1500MS、950TWIP等新材料，高強(qiáng)鋼應(yīng)用比例達(dá)77.5%，鍍鋅板達(dá)75%。在成型工藝方面，應(yīng)用了寶鋼熱沖壓成型、液壓成型、輥壓成型、VRB板成型和激光拼焊板成型等先進(jìn)成型技術(shù)，安全性、舒適性和輕量化達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
浦項(xiàng)。浦項(xiàng)開(kāi)發(fā)的低密度高強(qiáng)鋼產(chǎn)品從2015年7月開(kāi)始進(jìn)行試生產(chǎn)，這一新鋼種名為“HighSpecificStrengthSteels”（簡(jiǎn)稱(chēng)HS），由浦項(xiàng)科技大學(xué)研究小組開(kāi)發(fā)，密度僅相當(dāng)于普通鋼材的15%，卻具有普通鋼材不可比擬的高強(qiáng)度。HS低密度鋼并不是普通的鐵—鋁合金混合物，而是一種全新的化合物。鐵、鋁、碳、錳等元素在適當(dāng)?shù)臒崽幚頊囟认滦纬山饘倩セ?，?70℃—920℃的特殊條件下，對(duì)金屬互化物采用鎳調(diào)節(jié)，金屬互化物的尺寸減小至幾十納米到幾百納米之間，在合金內(nèi)均勻分布。與鈦相比，這一鋼材體積更小，但強(qiáng)度卻幾乎相同，制造成本僅相當(dāng)于鈦的十分之一，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)突出。除了作為汽車(chē)輕量化材料使用之外，該產(chǎn)品在未來(lái)還有望應(yīng)用于造船、土木、防彈裝甲車(chē)、無(wú)人飛機(jī)等領(lǐng)域，前景非常廣闊。