汽车用钢产品需求特点及生产技术发展趋势分析

1、汽车用钢产品需求特点及生产技术发展趋势分析汽车工业对原材料的需求，品种规格多，质量要求高，数量需求大。据统计所需原材料品种规格达4000种以上，就钢材而言品种规格达500多种，比重仍占70%左右，且都有较高的质量要求图表：汽车不同部件用钢介绍   资料来源：中国产业竞争情报网汽车用钢的品种构成为：钢板约占50%以上、优质钢（齿轮钢、轴承钢、弹簧钢等特殊钢）占30%、型钢占6%、带钢占6.5%、钢管占3%、金属制品及其他占1%。各类钢板是汽车用钢的主要品种，根据生产工艺不同，可分为热轧板（热轧薄板、中厚板）和冷轧板（普冷板、镀层板）；根据强度不同，可分为以IF钢（无间隙原子钢

2、）为代表的具有超深冲性能的软钢系列和以TRIP钢为代表的高强度钢系列。在汽车板中，热轧中板主要用于载重汽车车架纵梁、横梁、车厢横梁、车轮轮幅、轿车的滚形车轮轮辋，轮幅等。冷轧薄板主要用于车身，要求钢板成形性能良好，表面质量好，厚度公差小。轿车车身用钢为电镀锌板、热镀锌板。优钢包括碳素结构钢、合金结构钢、弹簧钢、易切钢、冷镦钢、耐热钢等。其中齿轮钢用量最多。轿车板以冷轧板为主，约占钢板用量的 75%，无论品种还是质量都代表了汽车板的最高水平。能否为轿车批量供应各类冷轧板，已成为衡量钢铁厂综合技术水平的标志。热轧板主要用于客车、货车，约占这两类车型钢板用量的60%-70%，且高强度的热轧

3、板应用越来越广泛。但受厚度规格、强度和表面质量的局限，热轧板在轿车上用量不大。1、汽车用冷轧钢板生产工艺 汽车用冷轧产品尺寸精度高、表面光滑、内部各项性能良好，其主要原因是排除了热轧中温度这一工艺因素的影响。利用钢在高温时变形抗力低和塑性好的特点，在高温的状态下进行加工变形，有利于节约能量，容易获得各种形状，但高温加工变形过程中的温度并不是固定不变的，如果加工过程中钢的温度不均匀，则影响加工精确度；而高温状态的氧化，使得热轧钢板表面质量较差。冷轧能使金属内部晶粒破碎并均匀化，附加一定的热处理工艺，便能得到良好的性能。因此，在产品尺寸的精确度、表面质量、性能各方面，冷轧板带钢都比热轧板带钢强。在

4、特制的冷轧机上还可以轧制厚度为0.001mm的极薄钢板，这对于热轧来说是不可能的。图表：汽车用钢冷轧的生产工艺流程   资料来源：中国产业竞争情报网汽车用钢冷轧的生产工艺流程是热轧板卷（原料）酸洗冷轧脱脂退火平整剪切成品交货。冷轧坯料在轧制前必须经过连续酸洗机组清除氧化铁皮，以保证带钢表面光洁，顺利地实现冷轧及其后的表面处理。酸洗之后即可轧制，但是由于冷轧的工艺特点，轧到一定厚度必须进行退火使钢软化。但是轧制过程中，带钢表面有润滑油，而油脂在退火炉中会挥发，挥发物残留在带钢表面上形成的黑斑又很难除去。因此，在退火之前，应洗刷干净带钢表面的油脂，即脱脂工序。脱脂之后的带钢，在

5、保护气体中进行退火。退火后的带钢表面光亮，进一步轧制或平整时，就不必酸洗。退火之后的带钢必须进行平整，以获得平整光洁的表面，均匀的厚度，并使性能得到调整。平整之后，可根据定货要求对带钢进行剪切。2、汽车用热轧钢板生产工艺 汽车用热轧钢板用连铸板坯或初轧板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机控制轧制，终轧后即经过层流冷却（计算机控制冷却速率）和卷取机卷取、成为直发卷。直发卷的头、尾往往呈舌状及鱼尾状，厚度、宽度精度较差，边部常存在浪形、折边、塔形等缺陷。将直发卷经切头、切尾、切边及多道次的矫直、平整等精整线处理后，再切板或重卷，即成为热

6、轧钢板、平整热轧钢卷、纵切带等产品。热轧精整卷若经酸洗去除氧化皮并涂油后即成热轧酸洗板卷。该产品有局部替代冷轧板的趋向，价格适中，深受汽车生产企业欢迎。图表：汽车用钢热轧的生产工艺流程   资料来源：中国产业竞争情报网（1）薄板坯连铸连轧 自1992年兰州钢厂与钢铁研究总院合作建立了我国第一套CSP薄板坯连铸机以来，国内各大钢铁公司纷纷花费巨资新建或改造热连轧厂，不断扩大品种范围，提高产品质量。宝钢的2050和1580热轧线是国内工艺装备及自动化控制水平较高的两条生产线，能稳定生产厚度1.5mm的热轧板卷，也能生产少量厚度1.0mm1.2mm的超薄热轧带钢。1999年珠钢引

7、进第一条CSP薄板坯连铸连轧线（1450mm），之后邯钢、包钢、攀钢、唐钢相继建成投产CSP薄板坯连铸连轧生产线，已具备生产0.8mm超薄带钢的能力。（2）铁素体区轧制生产工艺 珠钢CSP薄板坯连铸连轧生产线投产后，采用该工艺生产2.0mm以下超薄热轧带钢，目前国内唐钢、本钢等多条CSP薄板坯生产线均已具备铁素体区轧制能力。3、汽车用钢技术发展趋势 为适应车体轻型化和环境要求，世界汽车用钢材料正在发生巨大的变化。汽车用钢由于具有优良的材料特性、经济性、稳定供给性和循环使用性等因素而得到广泛使用。但是，在车体轻型化的潮流中，铝合金和树脂材料的使用比率也不断增大。另外，减少铅和铬酸盐等污染环境物质

8、及材料循环利用等也成为关注的焦点。（1）钢铁材料的高强度化 汽车用高强度钢板是根据其实际用途而采用各种强化机理而生产的。传统汽车结构用高强度钢是以添加各种合金成分的固溶强化型和析出强化型高强度钢为主流，对于要求更高强度，则使用组织强化型高强度钢。汽车表面用钢板。对于汽车面板，设计上要求具有高的加工性，使用以添加P和Mn的超低碳钢为主的IF（无间隙原子）钢、强度达到440MPa级的高强度钢或烘烤硬化（BH）钢板。汽车车体用钢板。由于融食盐引起腐蚀问题，上世纪80年代北美和欧洲对钢板进行防锈处理比率上升，并开发、使用各种防锈钢板，但现在考虑到成本和全球性供货，采用热镀锌（GI）和合金化热镀锌（GA

9、）钢板的比重在增加。尽管高强度热镀锌钢板存在因母材中添加碳、硅、铝等多种合金成分，导致锌润湿性降低而不能镀锌等问题，但现在还在开发强度达780MPa级的GI和GA钢板。 汽车用棒材和线材。汽车发动机、驱动系统和车轮部分使用的棒材和线材近年来向高强度化发展，其中螺栓、悬簧、驱动系统用材料高强度化尤为显著，但由于腐蚀等原因，渗入钢中的微量扩散性氢集中在晶界等处，这些材料会出现“延迟断裂”问题。所谓延迟断裂，指的是经过热处理的高强度钢在数秒以至几十年后突然破坏的现象。为防止延迟断裂，采取了通过热处理以控制晶界析出物，使晶界强度不致恶化等措施。悬簧用材料。此种材料设计应力目前正从传统的1000MPa级

10、向1200MPa1300MPa级的高强度化方向发展。在实现悬簧高强度化的过程中，还要考虑到，永久变形性、疲劳强度、腐蚀环境下的疲劳寿命等因素。齿轮用钢。为了变速机的轻型化和增大发动机功率，解决齿轮损伤已成为重要研究课题。为此，汽车制造厂对齿轮用钢进行二硫化钼的烧涂等润滑处理。为降低成本和提高可靠性，汽车制造商希望开发出高强度和无需润滑处理的材料。（2）减轻环境污染的材料 无铅材料。由于对环境造成严重污染，含铅材料需要禁止和限制使用。汽车用钢中含铅材料包括燃料罐使用的镀铅易切削钢等。金属系材料正在从用镀铅钢板转向镀铝钢板和树脂覆层的镀锌钢板，或者转向非金属系的全树脂等材料。为提高切削加工效率而添

11、加铅的易切削钢，现在正在考虑使用添加与铅一样，因熔点低而具有熔融脆化机理的金属元素，如Bi钢等；另外，还考虑有效利用切削性好的非金属夹杂物，并尝试采用含 Ti（Ti4C2S2）钢、及含BN、MnS钢等。无铬酸盐处理钢板。对于无涂漆使用的细小零件和构件用镀锌钢板，为防锈而在镀层表面进行铬酸盐处理，现开发了涂覆厚度达1mm以上、不含6价铬和铬酸盐等物质的树脂覆层。目前，所开发的无铬酸盐钢板的使用量正在扩大。（3）降低成本材料 非调质材料。采用棒材和线材作原料的构件，多数加工后需要进行淬火和退火等热处理。以降低成本为目的，令人关注的是开发可省略这种热处理的高强度非调质钢材，但这种材料经热锻成形后晶粒粗大，韧性难以得到保证。因此，采取添加V和TiN获得微细奥氏体的方法