2015年12月，JFE開發(fā)出同時具有良好延展性和擴孔性的980MPa級高強冷軋耐磨鋼板，這在業(yè)界屬首例。
為提高超高強鋼的延展性，需在耐磨板的金屬組織中同時存在富有延展性的軟質(zhì)相和保證強度的硬質(zhì)相。因此，較大的硬度差成為缺陷源，造成延展翻邊、成型性能變差。而擴孔性良好的超高強鋼金屬組織為單一的硬質(zhì)相，延展性較差。JFE采用獨有的熱處理技術(shù)，不僅在金屬組織中有軟質(zhì)相和硬質(zhì)相，還分散有中間硬度相，成功地降低了組織中的硬度差，提高了高延展性材料的擴孔性。
蒂森克虜伯。2015年5月，蒂森克虜伯在日本橫濱太平洋國際會展中心舉行的“2015人與車科技展”上展出了用兩種高張力鋼板組合而成的復合鋼板制造的車身骨架部件。此次展出的是采用熱成型工藝制造的中柱試制品，預計該鋼板最早將于2017年被多家歐洲汽車廠商采用。
該復合鋼板TriBond分為中柱用途和前大梁用途兩種類型，采用兩塊拉伸強度為500MPa級的高張力鋼板夾住一塊1.5GPa級高張力鋼板的三層構(gòu)造。
中柱用鋼板的抗拉強度為1.3GPa，可進行角度為85°的彎曲加工，可加工性比以前的1.5GPa級熱成型材料還要好。雖然材料成本比1.5GPa級熱成型材料高出5%左右，但可加工性良好，因此能夠減少材料用量，從而使重量減輕約8%。前大梁用鋼板的抗拉強度為1.1GPa，可進行135°彎曲加工。為了在車輛發(fā)生碰撞后容易吸收沖擊能量，該鋼板的強度低于中柱用鋼板，因而更易發(fā)生變形。蒂森克虜伯通過實驗證實，受到撞擊后，該鋼板只會翻折變形而不會發(fā)生破裂。
復合鋼板首先通過熱軋和冷軋工藝軋薄三層重疊的材料，然后再制成環(huán)形中間材料，以中間材料的形式向汽車廠商等供貨。采用熱軋工藝將厚度約為250mm的初軋板坯軋薄至約30mm時，三層鋼板會牢固地接合在一起。
強度和可加工性可通過改變?nèi)龑愉摪宓暮穸缺壤齺碚{(diào)整。如果是中柱用鋼板，兩塊500MPa級鋼板的厚度比例各為10%，而1.5GPa級鋼板的厚度比例為80%。如果是前大梁用鋼板，兩塊500MPa級鋼板的厚度比例各為20%，而1.5GPa級鋼板的厚度比例為60%。
日本。對層壓復合鋼板的開發(fā)，是日本文部科學省“以超精加工技術(shù)材料為中心融合新興領域”的研究開發(fā)項目，該項目以開發(fā)使汽車進一步輕量化的新超高強度、高延展性材料為目標。研究成果顯示，通過將硬質(zhì)組織與軟質(zhì)組織層狀組合，可實現(xiàn)高強度和高延展性的統(tǒng)一，即在保持超高強度的同時，層壓復合可實現(xiàn)現(xiàn)有單一材料難以實現(xiàn)的高水平的延展性。一直參與項目的新日鐵住金和JFE鋼鐵公司將把這些經(jīng)驗應用于汽車用高比強度材料的開發(fā)中。
日本政府主導的科研項目“創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)材料研究開發(fā)”中的子項目“超高張力鋼板開發(fā)”有望縮短預期的研發(fā)時間，于2017年提前完成。項目的目標是在2020財年開發(fā)出能同時實現(xiàn)抗拉強度1.5GPa和延伸率20%的超高強鋼板，以新日鐵住金、JFE鋼鐵和神戶制鋼所為主導的日本鋼企開展了該項目的研究。項目中期目標是在2015財年研發(fā)出抗拉強度1.2GPa、延伸率15%的鋼板，但在2014財年，這3家公司就已經(jīng)在實驗室試制成功。
韓國。韓國政府非常支持“常溫成型延伸率25%以上、密度7.05g/cm3以上的GPa級低密度輕量鋼材”的開發(fā)工作。浦項和現(xiàn)代制鐵正在加快研制具有2GPa級強度的汽車板。浦項為了滿足客戶需求，正在致力于開發(fā)質(zhì)量優(yōu)秀的超高強度馬氏體鋼，以及拉伸強度為1.8GPa—2GPa級熱成型鋼。現(xiàn)代制鐵稱，正在開發(fā)1.8GIGA—2GIGA級熱成型鋼和780MPa級底盤用熱軋鍍鋅板，而980MPa級底盤用熱軋鍍鋅板產(chǎn)品還在研究之中。
先進高強鋼的應用獲得認可
鋼鐵企業(yè)所付出的巨大努力也已經(jīng)獲得汽車行業(yè)的高度認可，多款新品得到了應用。
2016年，通用旗下邁銳寶、君越、新君威、XT5陸續(xù)推出，上述新車均采用通用最新中高級車平臺打造，相比之前，運用更多全新技術(shù)、材料，致力于在保證安全的前提下提升輕量化水平。其中，邁銳寶XL在車身大比例應用了高強度鋼和超強度鋼，在保證強度的情況下，成功實現(xiàn)減重。作為別克新一代高檔轎車的代表之作，全新一代君越車身高強度材料的使用比例達75%，其中超高強度鋼比例罕見性地達到41%。在A柱、B柱、門檻梁、車頂和車底等核心區(qū)域，屈服強度在900MPa—1500MPa的超高強度鋼和熱成型鋼被大量使用，極大地提高了整個乘員艙的強度。前后車門內(nèi)，同樣以最高規(guī)格的PHS熱成型鋼作為防撞梁。此前，通用雪佛蘭樂風RV率先在國內(nèi)大規(guī)模量產(chǎn)應用寶鋼第三代先進高強鋼，整車采用高強度車身安全結(jié)構(gòu)，其中超高強度鋼使用比例為6%，超過同級其他車型，成功實現(xiàn)相關零部件減重20%。2015年6月上市的上海通用新生代運動轎車別克威朗車身采用高強鋼比例達72%。2015年7月，上汽通用五菱汽車發(fā)布家用SUV“寶駿560”，車身高強鋼使用比例超過55%。2016年1月，北汽紳寶X55上市，車身高強鋼使用比例達到68%。
在歐洲，浦項與雷諾三星汽車近日聯(lián)合發(fā)布公告稱，即將面世的車型SM6面板和內(nèi)部車體材料上已采用浦項生產(chǎn)的高強度汽車板。其中浦項生產(chǎn)的1000MPa級超高強鋼板在該車上的比重高達18.5%，而在雷諾三星現(xiàn)有SM5、SM7車型上的比重僅為2%左右，有了大幅提高。在18.5%的應用比重中，抗拉強度1300MPa級的超高強鋼板比重為16%，剩下的2.5%為1180MPa級的超高強鋼板，同時采用了TWB—HPF技術(shù)。
鋼鐵行業(yè)追求進步的腳步從未停止。在可見的未來，鋼材仍是汽車輕量化的主角。鋼鐵企業(yè)近年取得的顯著進展和先進高強鋼在汽車企業(yè)的應用情況也表明，鋼鐵仍然大有潛力可挖，鋼鐵材料的應用仍大有可為，尤其先進高強度鋼的應用還將有較大的增長空間。為了提升產(chǎn)品競爭力，汽車主機廠和鋼廠EVI合作會越來越重要。鋼鐵企業(yè)要進一步提高作為材料供應商對汽車開發(fā)的認識，深層次理解汽車對材料的要求，引導汽車制造商使用先進高強鋼和先進成型技術(shù)等，共同推動汽車工業(yè)鋼鐵材料研發(fā)和應用的進步。