汽车用钢材料分析

汽车车身材料中，金属材料占比接近90%，其中70%为钢铁材料，20%为铝合金、镁合金等，工程塑料、碳纤维等材料占比约10%。综合成本、安全性和轻量化等因素，钢材在未来相当长的时间内仍将占据主导地位。汽车用钢按强度级别可分为低碳钢、普通高强钢和先进高强钢三大类。

一、低碳钢

低碳钢主要包括低碳铝镇静钢和无间隙原子钢（IF钢），具有低屈服强度、高断后伸长率和优异的塑性加工性能。无间隙原子钢通过加入钛、铌等元素，减少间隙固溶原子，进一步提升成形性，适用于车门内板、备胎舱等深冲与超深冲零件的冲压。

1. 普通高强钢

普通高强钢分为四大类：

1. 加磷高强钢：在超低碳钢或低碳钢中添加少量磷等固溶强化元素，强度高，冷成形性能好，耐冲击和抗疲劳性能优良，常用于汽车覆盖件和结构件。

2. 高强IF钢：通过控制化学成分，改善塑性应变比（r值）和应变硬化指数（n值），兼具高强度和优异冷成形性能，适合深冲压复杂部件。

3. 烘烤硬化钢：含有固溶碳和氮原子，添加磷、锰等强化元素，经加工和烘烤后屈服强度显著提升，主要用于汽车外覆盖件。

4. 低合金高强钢：在低碳钢中添加铌、钛、钒等微合金元素，通过析出强化和细化晶粒作用获得高强度，适用于翻边成形要求高的结构件和加强件。

三、先进高强钢

先进高强钢在不降低安全性的前提下，最大限度减轻车辆自重，助力汽车节能减排。主要包括以下八类：

1. 双相钢（DP钢）：由铁素体和马氏体组成，低屈强比、高加工硬化性能、良好的均匀伸长率和烘烤硬化性能，强度级别覆盖450~1310MPa，主要用于结构件和加强件。

2. 增强成形性双相钢（DH钢）：组织中含少量贝氏体或残余奥氏体，与同等抗拉强度的双相钢相比，伸长率和加工硬化指数更高，适用于拉延需求高的零部件。

3. 相变诱导塑性钢（TR钢）：含铁素体、贝氏体和残余奥氏体（不少于5%），成形过程中残余奥氏体可相变为马氏体，具有高加工硬化率、均匀伸长率和抗拉强度，伸长率高于同等抗拉强度的双相钢。

4. 复相钢（CP钢）：以铁素体或贝氏体为基体，分布少量马氏体、残余奥氏体或珠光体，利用细晶强化或析出强化，屈服强度和弯曲性能优于同等抗拉强度的双相钢，常用于折弯翻边成形零件。

5. 增强成形性复相钢（CH钢）：在传统复相钢基础上引入亚稳相残余奥氏体、马氏体和贝氏体，兼具高强度、高扩孔率和良好延伸性能，适用于复杂成形零件。

6. 淬火配分钢（QP钢）：由马氏体、铁素体和残余奥氏体组成，利用马氏体的高强度和残余奥氏体的相变诱导塑性效应，成形性能优于传统超高强钢，适合外形复杂、强度要求高的车身骨架件和安全件。

7. 马氏体钢（MS钢）：几乎全部为马氏体，抗拉强度和屈强比高，主要用于防撞件和安全件。

8. 热成形钢（HS钢）：通过加热、冲压和淬火一体化工艺，将奥氏体转变为全马氏体组织，强度覆盖1300~2000MPa，解决超高强度钢板冷冲压难题，广泛用于B柱、防撞梁等结构件和安全件。