车身热成型钢板如何炼成

随着汽车工业的发展，世界各国对汽车的安全、节能和排放的要求越来越苛刻，采用超高强度钢既可减轻汽车重量、实现节能和减排，又可提高汽车的安全性。近年来不少汽车厂商都推出了一系列的新型材料来提升车身钢板的强度，除了高强度硼钢外，有的甚至用全铝合金车身乃至碳纤维车身来实现强度与轻量化的兼得，而在近期泛科技兴趣社区的《变形计-钢之王者：枪林弹雨实验》中，人们对上海大众斯柯达全新明锐车身上的一块热成型钢板产生了非常大的兴趣，面对三种枪械的强力射击与专业拉伸机的测试，热成型钢板出色的强度给大家留下了深刻的印象，那么这种热成型钢板究竟是如何炼成的？表现为什么会如此出色呢？

通过实验，相信不少人对全新明锐车身上所采用的超过20%的热成型钢板印象深刻，那么这些热成型钢板是如何制造出来的呢？

汽车用钢的典型机械性能（红框处为热成型钢）

热成形钢板的加工方式对工艺的要求非常高，其所使用的是一种特殊级别的硼钢，在加工时需要在800~1200吨的压力机中采用较大压力一次冲压成形，最为困难的是在压力机中还需要配置复杂的水循环冷却系统，让钢在模具中由约950°C快速冷却至200°C左右，这需要大量的能源和设备投入。热成型钢在900 ℃左右被全奥氏体化，因而成型性好，成型精确，在高温下一次加工成形，然后迅速冷却之后，热成型钢板由全马氏体组织构成，强度得到了极高的提升。一般的高强度钢板的抗拉强度在400-450MPa左右，而热成形钢材加热前抗拉强度就已达到500-800MPa，加热成形后则提高至1300-1600 MPa，屈服度也高达1000Mpa，即是每平方厘米能承受10吨以上的压力，为普通钢材的5倍，其硬度仅次于陶瓷，同时又具有极好的韧性和延展性。（注：屈服强度指钢材在发生塑性变形前所承受的最高应力，超过屈服强度则材料发生永久变形。抗拉强度指钢材发生断裂前所承受的最高应力，超过抗拉强度则材料发生断裂。）

热成型钢板的强度是怎样的概念呢，实验中全新明锐左右B柱加强板所采用的热成型钢板面对鲁格10/22运动步枪和64式手枪、92式手枪三大枪械的射击只是留下了弹痕而未被洞穿。而在笔者查询到另一个数据是，美国海军阿里．伯克级导弹驱逐舰使用的结构材料为HSLA-80的钢材，其屈服强度为550MPa级，而法国海军“凯旋”级核潜艇耐压壳体所使用的HLES100钢屈服强度为980MPa级。显然，全新明锐的热成型钢板的强度之高，足以用来建造超级战舰和核潜艇。

高强度+轻量化成就最强车身

可以说，正是顶尖的材料技术成就了热成型钢板的高强度，但热成型钢板的好处显然并非只有强度高这一点。全新明锐所采用的热成型钢板分别用在前保横梁、左右前纵梁、左右A柱加强钣、中央通道、以及前后门防撞杆等车身核心关键位置，占整体车身的比例高达20%，使车身在重量几乎没有太大变化的情况下，结构承受力得到了极大的提升。

全新明锐所采用的热成型钢板分布在车身核心关键位置

大家知道，在正面碰撞事故中，如果A柱严重变形或断裂，车厢的笼型结构将无法保持，车内人员受到严重伤害的可能性极具增加；而在侧面碰撞中，如果B柱严重变形或断裂，车门将无法获得支撑，极有可能发生车身断裂。而通过采用高达20%的热成型钢板，全新明锐在发生撞击事故时，尤其在正面和侧面撞击时，能够有效减少驾驶舱变形，对车内人员起到了很好的保护作用，使得车身刚、强度提高到了全新水准，先后在欧洲E-NCAP碰撞测试和国内的C-NCAP碰撞测试中赢得了五星级安全评价。

此外，由于热成型钢板极高的材料强度，因此在设计时可以用一个热成形零件代替多个普通钢板的零件。这也能够有效地减轻了整车重量，使车辆更为节能环保。例如果壳网测试的那块全新明锐左右B柱加强板所采用的热成型钢板，由于采用了热成型技术一次成型，就不再需要加强梁，在保证强度的情况下，减少了多个零件，自然减少了汽车的油耗，而大面积全景天窗的设计也得以实现。

与此同时，热成型钢板还具有很好的材料成形准确度，消除材料回弹的影响，可以实现复杂的形状。由于热成型钢板的特殊性质，并且是加热后成形，因此可以在一道工序完成普通冷冲压成形需多道工序才能完成的复杂形状。一次成型的工艺好处在于可以确保钢板在加工过程当中，钢板内部纤维流向不必受到二次受力的冲击，保证钢板保持最好的强度和韧度，而且在零件成形后进行快速冷却，零件成形后的回弹量很小，极大地提高了材料成形准确度，更好的保证了零件尺寸精度，为全新明锐车身激光焊接的超高品质打下良好的基础。