【文章內(nèi)容簡介】 ng type)，與強度級之高降伏比型(High yield ratio type)與低降伏比型(Low yield ratio type)等6大類。表5 日本鐵鋼聯(lián)盟自動車用規(guī)格(JFS)汽車用冷軋鋼板規(guī)格(JFS A2001) t=~種類記號規(guī)格(JSH)TS(MPa)YS(MPa)EL(%)r值烘烤硬化量(MPa)相當於JIS用途強化方式軟鋼JSC270C270min.135~25539~48SPCC內(nèi)外板件JSC270D270min.125~21542~51.SPCDJSC270E270min.120~19044~52.SPCEJSC270F270min.110~17546~54.JSC260G270min.100~16548~56.烘烤硬化型 HJSC270H270min.125~21542~52.30min.外板件烘烤硬化JSC340H340min175~27536~46.30min.SPFC340H汎用型WJSC340W340min195~29535~45SPFC340結(jié)構(gòu)Member中柱Pillar支架固溶強化JSC370W370min195~29532~42SPFC370JSC390W390min235~34531~42SPFC390JSC440W440min275~38028~40SPFC440高降伏比型RJSC440R440min345~45025~37結(jié)構(gòu)Member支架析出強化JSC590R590min420~57017~32SPFC590高深衝型PJSC340P340min.155~24537~47.內(nèi)外板件固溶強化JSC370P370min.165~25535~45.JSC390P390min.195~29533~44.JSC440P440min.235~34530~41.低降伏比型YJSC590Y590min315~46018~33SPFC590Y內(nèi)板補強件防撞鋼樑保險桿補強件雙相鋼JSC780Y780min410~63513~26JSC980Y980min.590~9309~20JSC1180Y1180min.835~12255~16依JFS A1001所規(guī)定的完整的熱軋鋼片種類符號如下(高深衝型高強度鋼板例)，謹就鋼片強化機構(gòu)不同與抗拉強度(TS)等級分類說明如下。表面粗度 例：≦Ra≦塗油種類記號 例：高潤滑性防銹油厚度公差、寬度公差、長度公差、平坦度、外觀區(qū)分機械性質(zhì)記號 例：無特殊要求化學成分記號 例：低Al要求鋼種記號 例：高深衝型鋼板 JSC440PJSC440PAN24222LD1. 軟鋼(260~270MPa)冷軋軟鋼的發(fā)展是最久也最成熟之鋼種，從使用低碳鋼到極低碳的IF(Interstitial Free)鋼，從批次退火(BA)到連續(xù)退火(CA)，不論是生產(chǎn)力、表面品質(zhì)及成形性，都可完全滿足汽車車體的需求。由於汽車用軟鋼主要用於汽車車體的鈑金件部分，特別注重材料的成形性、形狀凍結(jié)性等特性，因此軟鋼依照不同的加工程度的需求可以選擇不同的材料等級，常見的JIS有SPCC(CQCQS、CQ2)、SPCD(DQ)、SPCE(DDQ)。汽車由於設計及安全的要求，車體的後行李箱蓋內(nèi)板、後葉子板，油底殼等部品，形狀越來越複雜，以往的DDQ等級材料已經(jīng)無法滿足這些部品的成形性要求，因此成形性更好的EDDQ甚至Super EDDQ都已經(jīng)開發(fā)成功，隨著煉鋼及軋鋼技術的發(fā)展，更高r值(r)鋼料也都可生產(chǎn)，因此JFS將材料區(qū)分更細，共分成5個等級，JSC270C~JSC270F與JSC260G，目前日本各鋼廠在軟鋼方面的水準如圖10所示。因汽車車體鈑金件成形加工時，主要會發(fā)生加工破裂、面形狀精度與形狀凍結(jié)等三項問題；故鋼料的選擇上必須依照部品及模具的設計，選擇不同型態(tài)的鋼料，材料的伸長率、r值及n值與材料的破裂有關，YS與部品的形狀精度及形狀凍結(jié)有關，而各種成形加工型態(tài)(伸張、深衝、擴孔及彎曲)與機械性能的關聯(lián)性不一，因此必須依據(jù)加工型態(tài)來選擇合適的等級鋼料。由於汽車車體板金件形狀複雜，其加工型態(tài)已經(jīng)不是單純的彎曲或深衝加工，鈑金件的材料必須具備適合各種加工型態(tài)，鋼料中的降伏強度、伸長率及r值都是板金件用料必須注意的性質(zhì)，YS值更是外鈑金件必須注意的性質(zhì)，過高時鈑金表面容易產(chǎn)生凹凸(波浪)，必須提高挾持力因應，如此一來，卻容易造成材料流動困難而破裂，JFS規(guī)格不同於JIS，就是它特別限制材料YS的上下限，避免因為材料YS變異過大，產(chǎn)生反彈量不一、尺寸精度不良、及加工破裂等現(xiàn)象。圖10 中鋼一般軟鋼冷軋鋼片機械特性圖11 烘烤硬化示意圖2. 固溶強化深衝加工型高強度鋼(310~440MPa)及烘烤硬化型高強度鋼(270~440 MPa)近來汽車外鈑金件為了達到輕量化的效果，大量使用高強度鋼，來減輕厚度並達到具有相同耐凹性及伸張剛性的需求，由於內(nèi)外鈑金件承受伸張及深衝加工，因此高強度鋼需具備良好的伸長率及r值，此外由於尺寸精度及鈑面形狀精度的考慮，高強度鋼的YS也不可太高，因此JSC340W等結(jié)構(gòu)用等級的鋼料並不適合用於汽車鈑金件，必須使用JSC340P~JSC440P等具有高r值的鋼料，此點在汽車鈑金用料選用時必須先確認。由於外鈑金件對於耐凹性的要求更高，而耐凹性與材料厚度及YS有關，為了輕量化及提高耐凹性，鋼板的強度必須提高(如：340→370~390Mpa)，但YS提高後將造成面形狀及尺寸精度無法達到要求，烘烤硬化型鋼板因而開始大量使用於汽車外鈑，所謂烘烤硬化性如圖11所示，就是利用電著塗裝的溫度及時間(170℃，20分鐘)使板金件達到強度提昇的功效，以JFS規(guī)格為例，一般的烘烤硬化量要求為30MPa以上。3. 析出強化型高強度鋼(440~780MPa)同熱軋析出強化型鋼片說明(詳四之(一)之3項)。4. 組織強化型之高強度鋼(590~1500MPa)同熱軋組織強化型鋼片說明(詳四之(一)之4項)，依不同組織強化機構(gòu)說明以下： 麻田散鐵型高強度鋼(590~780MPa)此等級材料主要用於結(jié)構(gòu)件、補強件等要求強度的部品，常用加工型態(tài)以彎曲、伸張及擴孔加工為主，鋼料主要是以麻田散鐵型雙相鋼方式生產(chǎn)，尤其JSC590Y或SPFC590Y以上的材料，具有低降伏點及高伸長率的特性，故有不錯的伸張及彎曲加工性能。但必須注意與熱軋組織強化型鋼片之麻田散鐵型雙相鋼(詳四之(一))同樣在經(jīng)過衝剪時材料容易在剪斷面附近發(fā)生孔洞，使擴孔率變差，故不宜使用於高擴孔率要求的加工用途。 麻田散鐵＋變韌鐵型超高強度鋼(≧980MPa)近年超高強度980MPa以上的鋼板也已經(jīng)用汽車車體上，主要的加工方式為逐次成形的滾軋彎曲加工，用於汽車的防撞鋼樑(Door Impact Beam，如圖12)及保險桿補強件(Bumper Reinforcement)，採用低降伏型的高強度鋼(JSC980Y或SPFC980Y)即可滿足需求，最近車體經(jīng)常採用新型的無鉚釘鉚合之機械結(jié)合方式，如圖13所示，用以取代難銲接材料的點銲加工，此種加工方式所需要的品質(zhì)特性是擴孔性，而麻田散鐵＋變韌鐵型超高強度鋼正好可以改善麻田散鐵型雙相鋼擴孔性較差的問題，典型冷軋980MPa等級材料加工性如圖14所示。圖12 汽車車門防撞鋼樑圖13A 新型機械接合方式圖13B 新型結(jié)合方式與擴孔率之關係圖14冷軋 980MPa等級材料加工性(三)主要用途成形性能與功能特性：由上述汽車用熱冷軋規(guī)範分類說明，整理各種冶金強化機構(gòu)鋼材特性比較如表6。表6. 各種冶金強化機構(gòu)鋼材之特性比較成形性能與功能特性相關冶金因素冶金強化機構(gòu)選用之優(yōu)劣順序關係剛性、耐凹性耐疲勞性、耐衝擊性強度(TS、YS)降伏比(YS/TS)組織強化＞析出強化＞固溶強化＞軟鋼彎曲性、衝壓成形性張出成形性伸長率(EL)n值、r值軟鋼＞固溶強化＞組織強化＞析出強化伸緣與擴孔加工性擴孔率(切削孔)軟鋼＞組織強化＞固溶強化＞析出強化擴孔率(衝剪孔)軟鋼＞固溶強化＞析出強化≧組織強化銲接性化學成份與組織軟鋼＞固溶強化＞析出強化＞組織強化五、汽車用熱冷軋鋼片常用國際規(guī)範分類由於日本車系之豐田(TES)、日產(chǎn)(NES)、本田(HES)、三菱(MES)、馬自達(MAZDA，部份混血車併入福特之MMA)等皆可以JFS(日本鐵鋼連盟)規(guī)範對照；美國車系之通用(GM/GMW)、福特(MMA，含部份馬自達混血車)、克萊斯勒(MS)等SAE(美國汽車工程學會)規(guī)範對照；歐洲車系則整合導向EN(歐盟標準)規(guī)範。其鋼種(種類符號)於2000年後各車廠規(guī)範之附屬書上皆列有對照資料供選用；惟須特別注意歐美車系在鋼種(種類符號)設計上係以降伏強度(YS)為準，而日本車系則以抗拉強度(TS)為準，在其鋼種(種類符號)辨識上須特別注意，以免誤用。以下謹以日系JFS與美系SAE(ASTM)，以及歐系EN(BS、DIN、SEW)等熱冷軋汽車用鋼片通用之國際規(guī)範，依抗拉強度(TS)等級整理參考對照如下，相關規(guī)範適用產(chǎn)品別與鋼材特性分類如附錄2供參考。其中同規(guī)範中相同強度等級之不同特性鋼種(種類符號)之優(yōu)先選取原則如下：(1)碳當量或碳含量較低者：確保成形加工性、銲接性與抗衝擊功能特性。(2)低硫或硫化介在物形態(tài)控制：確保成形加工性與耐疲勞功能特性。(3)高降伏比之析出強化鋼材：確保剛性、耐凹性、耐疲勞性、耐衝擊性等功能特性。(一)、熱軋汽車用鋼片常用國際規(guī)範之鋼種對照1. 軟鋼(270 MPa)：如表7。(1)典型用途：車樑架、支架、煞車零件、座椅零件等。(2)建議鋼料品質(zhì)特性選用順序為：降伏強度(YS)→伸長率(EL)→抗拉強度(TS)→加工硬化指數(shù)(n)→塑性應變比(r)。表7 熱軋汽車用軟鋼常用國際規(guī)範之鋼種對照分類JFS A1001ASTMA1011(與舊規(guī)範)SAEJ2329EN 10111DIN 1614BS1449CQJSH270CCS Type B(A569)Gr. 1DD11StW22HS3/HR3DQJSH270DDS Type B(A621)Gr. 2DD13StW23HS2/HR2DDQJSH270E－(A622)Gr. 3－StW24HS1/HR12. 固溶強化型高強度鋼(310~440MPa)：如表8。(1)典型用途：車樑架、強化樑、引擎支架、鋼圈、座椅零件、座椅滑槽、懸吊臂、補強支架、引擎支架、煞車零件等。(2)建議鋼料品質(zhì)特性比較順序為：降伏強度(YS)→伸長率(EL)→降伏比(YS/TS)→抗拉強度(TS)表8 熱軋汽車用固溶強化型鋼常用國際規(guī)範之鋼種對照分類JFS A1001ASTM A1011(SS)A1018SAEJ1392EN 10149SEW092BS144