據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，部分汽車品牌高強(qiáng)鋼的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，有些車型的車身框架高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用已達(dá)90%。根據(jù)美國(guó)鋼鐵學(xué)院能量部的研究，即使高強(qiáng)度鋼降低部分?jǐn)?shù)值其拉伸還是要比傳統(tǒng)的冷板困難得多。高強(qiáng)鋼的延展率只有普通鋼材的一半。

當(dāng)材料被沖壓成形時(shí)，會(huì)變硬，不同的鋼材，變硬的程度不同。一般高強(qiáng)度低合金鋼只略有20MPa增加，不到10%。注意：雙相鋼的屈服強(qiáng)度有140MPa增加，增加了40%多！金屬在成形過程中，會(huì)變得完全不同，完全不像沖壓加工開始之前。 這些鋼材在受力后，屈服強(qiáng)度增加很多。材料較高的屈服應(yīng)力加上加工硬化，等于流動(dòng)應(yīng)力的大大增加。因此，開裂、回彈、起皺、工件尺寸、模具磨損、微焊接磨損等成為了高強(qiáng)鋼成型過程中的問題焦點(diǎn)。

基于高強(qiáng)鋼的特點(diǎn)和特性，如果不能改變金屬流動(dòng)和減少摩擦，那么高強(qiáng)度鋼（HSS）的開裂和質(zhì)地不均性都可能引起部件報(bào)廢率的上升。這種材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)（測(cè)量屈變力的單位）、增強(qiáng)的回彈、加工硬化的傾向以及在升高的成型溫度下運(yùn)行對(duì)于模具來說都是一個(gè)挑戰(zhàn)。

汽車用高強(qiáng)鋼板材的HFQ工藝：在475℃的溫度下進(jìn)行30min固溶處理,然后450℃時(shí)進(jìn)行模具淬火,之后進(jìn)行120℃*12h的人工時(shí)效處理,并通過7075鋁合金的微觀組織分析進(jìn)行了解釋。隨后通過熱力拉伸實(shí)驗(yàn)研究了不同溫度下7075的基本力學(xué)性能,研究結(jié)果說明7075鋁合金的在高溫時(shí)成形性較好。基于此結(jié)果對(duì)7075鋁合金板材進(jìn)行了成形性仿1真及實(shí)驗(yàn)研究,研究結(jié)果表明：汽車用高強(qiáng)鋼板在常溫下的成形性很差,沖壓時(shí)會(huì)發(fā)生破1裂；HFQ工藝有利于提高7075鋁合金的成形性,并且隨著初始成形溫度的增大,成形性越好。然后基于帽型件準(zhǔn)靜態(tài)壓潰實(shí)驗(yàn)和仿1真,對(duì)不同HFQ工藝下7075鋁合金帽型件的壓潰吸能特性進(jìn)行了研究,研究結(jié)果表明：在固溶處理溫度為475℃、固溶處理時(shí)間為30min、成形溫度為450℃并且進(jìn)行人工時(shí)效處理的HFQ工藝條件下,7075-T6鋁合金板材具有的壓潰吸能特性?；趯?shí)驗(yàn)和仿1真,研究了不同材料帽型件的壓潰吸能特性,結(jié)果表明：汽車用高強(qiáng)鋼板具有高的比吸能,對(duì)于實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)量化具有更大的應(yīng)用前景。

高強(qiáng)板應(yīng)用在汽車上的實(shí)驗(yàn)：針對(duì)高強(qiáng)度鋼板塑性加載后非彈性回復(fù)的現(xiàn)象，通過對(duì)不同強(qiáng)度的高強(qiáng)度雙相鋼進(jìn)行多次加載卸載循環(huán)的拉伸試驗(yàn)，對(duì)比分析材料塑性變形后往復(fù)的加載卸載曲線，提出了“滯塑性”應(yīng)變的概念定義回彈性回復(fù)應(yīng)變，解釋了非彈性回復(fù)的機(jī)理。然后，通過對(duì)比理論應(yīng)力應(yīng)變曲線與試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線的規(guī)律，擬合試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線，引入雙屈服面模型，建立新的新彈性模量模型進(jìn)行回彈仿1真。高強(qiáng)板，選擇numisheet’93標(biāo)準(zhǔn)考題S梁做回彈仿1真分析，對(duì)比了常規(guī)彈性模量模型，YOSHIDA模型和新材料本構(gòu)模型三者之間回彈仿1真分析的結(jié)果，驗(yàn)證了高強(qiáng)鋼板非彈性回復(fù)對(duì)回彈模擬仿1真結(jié)果的影響；對(duì)國(guó)內(nèi)某車型的前大梁零件做回彈仿1真分析，通過對(duì)比三種材料本構(gòu)模型回彈仿1真結(jié)果與試驗(yàn)零件回彈量，驗(yàn)證了新的材料本構(gòu)模型回彈仿1真的較好精度；為了驗(yàn)證新材料本構(gòu)模型在不同強(qiáng)度材料及不同零件結(jié)構(gòu)情況下的穩(wěn)定性，對(duì)國(guó)內(nèi)某車型的B柱做了回彈仿1真分析與實(shí)際生產(chǎn)對(duì)比。研究表明：滯塑性應(yīng)變具有可逆性與消耗能量的特點(diǎn)，是引起非彈性回復(fù)行為的主要原因根氣候大會(huì)的召開,人們對(duì)溫室氣體的排放尤其是汽車尾氣排放越發(fā)關(guān)注,而減輕車身重量可以有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性,也因此,輕量化成為汽車研究的焦點(diǎn)。車身作為汽車三大總成之一(車身、底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)),占整車質(zhì)量的40%—60%,因此,對(duì)車身部件進(jìn)行輕量化意義重大、有潛力且切實(shí)可行。高強(qiáng)材料的性能對(duì)輕量化影響很大,也是減重的關(guān)鍵

高強(qiáng)鋼板的改進(jìn)：在高強(qiáng)鋼中加入5×10-6和23×10-6稀土Ce,研究了Ce對(duì)焊接熱影響區(qū)沖擊韌性、微觀組織、原奧氏體晶粒以及焊接接頭斷口形貌的影響與機(jī)理。鋼中含Ce量為5×10-6時(shí),能在鎂鋁夾雜物外圍生成少量CeAlO3夾雜物,但不能完全改性鎂鋁夾雜物,當(dāng)Ce添加量達(dá)到23×10-6后,Ce能夠完全改性MgO-Al2O3尖晶石,生成（CeCa）S MgO-Al2O3 MnS稀土夾雜物。對(duì)含有Ce的高強(qiáng)鋼板進(jìn)行模擬焊接,結(jié)果表明,在4組不同焊接熱輸入條件下,鋼中加入23×10-6Ce后,比鋼中加入5×10-6Ce的鋼焊接熱影響區(qū)的Charpy沖擊功有所提高。微觀組織分析發(fā)現(xiàn),23×10-6Ce含量的高強(qiáng)鋼試樣焊接熱影響區(qū)斷口形貌呈現(xiàn)韌窩狀,韌性更好;當(dāng)熱輸入從25 kJ/cm逐步提高到100 kJ/cm時(shí),含5×10-6Ce的高強(qiáng)鋼熱影響區(qū)原奧氏體晶粒平均尺寸增加了75.6%;含23×10-6Ce的高強(qiáng)鋼的原奧氏體晶粒平均尺寸增加了52.4%,即鋼中Ce含量的增加抑制了焊接熱影響區(qū)原奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。通過微觀組織分析對(duì)比,說明稀土Ce在高強(qiáng)鋼中起到了延遲焊接熱影響區(qū)上貝氏體組織形成的作用,同時(shí)抑制焊接過程中原奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。利用高溫共聚焦顯微鏡觀察到了稀土夾雜物釘扎于原奧氏體晶界,抑制焊接過程中晶粒的長(zhǎng)大,驗(yàn)證了稀土Ce對(duì)高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)性能改善的機(jī)理。本工作表明應(yīng)用稀土氧化物冶金可以改善稀土高強(qiáng)鋼的焊接性能。