在汽車制造領(lǐng)域，鋼與鋁及鎂合金等的競爭已進(jìn)入了一個(gè)新的階段。同時(shí)，汽車制造商也對鋼鐵材料的性能和成本提出了更高的要求，汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼（AHSS，AdvancedHighStrengthSteel）的研發(fā)與生產(chǎn)就顯得特別迫切。為滿足汽車行業(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)線投產(chǎn)進(jìn)入高峰期
2015年—2017年是先進(jìn)高強(qiáng)鋼產(chǎn)線投產(chǎn)的高峰期。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2015年以來投產(chǎn)或在建的高強(qiáng)鋼產(chǎn)線有20余條，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為1000多萬噸，產(chǎn)品定位多以先進(jìn)高強(qiáng)鋼（AHSS）為主，如浦項(xiàng)光陽廠新建的7號連續(xù)鍍鋅線、鞍鋼與神戶制鋼所合資的冷軋連退產(chǎn)線等。另外，統(tǒng)計(jì)的產(chǎn)線中以高強(qiáng)度熱鍍鋅產(chǎn)線居多。車身的耐環(huán)境腐蝕和耐環(huán)境老化性能是汽車選材及加工工藝應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題之一，歐美等發(fā)達(dá)國家對汽車防腐性能提出了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如美國、日本提出了車身表面耐腐蝕為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，車身的外露部件大量使用鍍鋅板是提高車身抗腐蝕性能的最有效途徑之一。
我國目前還沒有官方的防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。在沒有規(guī)范的約束之下，自主品牌汽車鍍鋅板使用率較低。2015年5月，第三屆中國汽車防腐蝕與老化技術(shù)論壇上發(fā)布了“汽車防腐蝕與老化技術(shù)規(guī)范體系”，這是國內(nèi)首個(gè)汽車領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，對國內(nèi)汽車產(chǎn)品抗腐蝕耐老化性能的提高將帶來深遠(yuǎn)影響。隨著我國汽車產(chǎn)品檔次的提升、官方防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)等，我國汽車用鍍鋅板有較大發(fā)展?jié)摿?，成為各大鋼廠投資建設(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，鋁合金、鎂合金、碳纖維復(fù)合材料等輕質(zhì)非鋼材料在國際高端品牌汽車中的用量呈現(xiàn)逐年增加趨勢。如歐洲車企正在其高利潤率車型中擴(kuò)大鋁材料的應(yīng)用，福特旗下采用全鋁車身的F-150皮卡已投產(chǎn)，特斯拉ModelS也是全鋁車身行列的一員。2016年1月，上汽通用凱迪拉克旗下首款國產(chǎn)豪華大型車凱迪拉克CT6正式上市，車身框架的64%由鋁合金材料進(jìn)行打造。隨著國內(nèi)日趨嚴(yán)格的排放規(guī)定和新能源汽車的迅速發(fā)展，鋁合金、復(fù)合材料在國內(nèi)自主品牌的應(yīng)用也開始增多。2015年上海車展上，北汽新能源推出微型純電動(dòng)汽車——EX概念車，采用全新鋁合金框架式的車身結(jié)構(gòu)，量產(chǎn)車將于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10萬元級緊湊型轎車應(yīng)用先河。在此背景下，鋼鐵企業(yè)都在傾力打造滿足汽車輕量化需求的高端汽車板產(chǎn)品。2015年以來，寶鋼、浦項(xiàng)、JFE、蒂森克虜伯等重點(diǎn)汽車板生產(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)汽車高強(qiáng)鋼全球首發(fā)，第一卷QP1180GA鋼成功下線。QP1180GA鋼板首次實(shí)現(xiàn)了980MPa強(qiáng)度以上級別高強(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、熱鍍鋅GI980MPa級和熱鍍鋅GI1180MPa級等系列鋼種；目前已用于后地板左右連接板零件的工業(yè)試制。980MPa級和1180級中錳鋼擁有超高強(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A柱、B柱、防撞梁和門檻加強(qiáng)件等眾多車身結(jié)構(gòu)件。
2015年11月，寶鋼發(fā)布了自主研發(fā)的超輕型白車身BCB（BaosteelCarBody），這是國內(nèi)鋼企首次發(fā)布完整的車身產(chǎn)品。BCB用材涵蓋寶鋼第一代、第二代和第三代汽車用鋼，包括最新開發(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)到國際先進(jìn)水平。
浦項(xiàng)。浦項(xiàng)開發(fā)的低密度高強(qiáng)鋼產(chǎn)品從2015年7月開始進(jìn)行試生產(chǎn)，這一新鋼種名為“HighSpecificStrengthSteels”（簡稱HS），由浦項(xiàng)科技大學(xué)研究小組開發(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)格競爭力優(yōu)勢突出。除了作為汽車輕量化材料使用之外，該產(chǎn)品在未來還有望應(yīng)用于造船、土木、防彈裝甲車、無人飛機(jī)等領(lǐng)域，前景非常廣闊。