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汽车防撞结构的关键部分比如B柱及车架纵梁基本上都是采用一种称为压力硬化硼钢的高强度钢制造而成的。这种特殊级别的钢（含有0.002-0.005%的硼）具有出色的碰撞能量吸收性能以及较高的强度，这样在设计的时候可以采用较薄的壁厚，从而减轻重量。大型多工位压力机、高l效柔性冲压自动化生产线是当今大型冲压装备的两大发展趋势。硼钢常常用于制造复杂、精密，且对强度有较高要求的部件，但是这种材料成本较高且不易于加工。

采用硼钢来制造汽车零部件需要将钢坯加热到较高的温度（约950°C），然后在800-1200公吨的压力机中采用较大的压力将其冲压成所需的形状。但是实际情况并没有这么简单，要想使这种钢发挥出色的性能，压力机还需要配置水循环冷却系统，让钢在模具中快速冷却或淬火至200°C左右。易切削钢是以降低成本（降低工具费用和提高工效），提高切削品位，降低切削抗力或者在机械加工的自动化加工过程中改善切屑处理性能为目的单独或者复合添加硫、磷、铅、铋、铍、碲、钙及其它易切削元素，使切削性能得到提高的钢种。热冲压工艺的压力硬化即是钢坯的微观***从因高温形成的延展性形态（主要是奥氏晶体形态）转变到因快速冷却形成的硬化形态（主要是马氏体结晶形态）的过程。

美国环保署（DOE）希望可以省去用于热成形汽车部件生产所需的大量能源和设备投入，因此他们赞助了科罗拉多矿业大学（C***）及洛斯阿拉莫斯***实验室（LANL），委托他们进行一项为期三年、投入金额达120万美元的联合开发项目，旨在开发一种新型的轻量化***高强度钢，可以在常温的条件下冲压成形为汽车部件。采用硼钢来制造汽车零部件需要将钢坯加热到较高的温度（约950°C），然后在800-1200公吨的压力机中采用较大的压力将其冲压成所需的形状。

以每年1000万辆车来计算的话，采用Q&P（淬火与碳分配）钢每年可以节省约30兆Btu（英热单位），如果转换成的话可以满足30-33万户美***庭一年的能源需求。

还有一些行业或合作伙伴，包括卡内基梅隆大学（CMU）的***钢加工及产品研发中心，以及美国***科学基l金会赞助的工学合作研发中心等，也加入到了这个项目中来。这些合作伙伴，包括钢铁公司如AKSteel、NucorSteel、Severstal和USSteel等以及汽车制造商如通用及丰田等，提供了超过30万美元的成本分摊资金。从技术基础研究出发，结合我国汽车需求和钢铁生产国情，逐步形成具有创新的适合长远发展的我国***汽车用钢体系，促进我国汽车与钢铁的同步跨越式发展。

Q&P工艺路线

据洛斯阿拉莫斯***实验室研发工程师KesterClarke介绍，C***/LANL小组研究的工艺称为淬火与碳分配。“这就是汽车行业开发所谓的‘第三代’***高强度钢的其中一种方式，用于制造强度更高、更安全、更轻且经济实惠的汽车，”他说道。

“通过这种方式，材料工程师将开发一种‘有机的’复合材料结构，由相互混合的软硬区域组成，可以确保材料在具有强度的同时也具有延展性，而这两种特性很难同时实现，”Clarke解释道。

Q&P是一种生产马氏体钢的新工艺，这种钢在加热后还可以保持一定量的奥氏体。钢在高温淬火后将形成不完全马氏体及不完全奥氏体微观***。接下来的碳分配步骤是耗尽部分马氏体中的碳，然后将剩余部分转移到奥氏体中。2gpa合金化热镀锌（ga）钢板，用于铃木新款轻型车“spacia”的主要骨架部件上。在后的淬火到室温过程中，富碳奥氏体保留在钢微观***中。

在使用Q&P工艺时，Clarke表示，“我们试图将一些有用的合金元素分配到微观***的某些区域。基本的目的是要把马氏体中的碳，也就是硬的部分，转移（扩散）到奥氏体中，也就是柔韧的部分，然后将其稳定下来。我国在液压成形技术的研发和应用上已积累了一定经验，并形成了一定特色。这样，你就得到了亚稳奥氏体，产生所谓的TRIP效果，即我们所说的相变诱发塑性。”

在采用这种钢材制造的汽车部件受到碰撞时，富碳的奥氏体会转变为马氏体，后者比前者强度高，而且不易发生塑性变形，这种物理特性对确保汽车安全性来说非常重要。

合金添加剂及热处理

汽车的、轻量化和高安全发展需要***钢铁材料作为基础。汽车上应用和制造过程所涉及的钢材品种繁多，有30个左右。它们应用于车身、发动机、传动、底盘和悬挂系统。汽车制造几乎牵涉到了所有的钢材品种，汽车用钢发展也促进了这些钢类在其它领域的应用。

应用于汽车车身制造的冷轧和涂镀薄板钢的发展方向是：轻量化所需要的高强度、良好成形性和安全性提高所需要的高塑性、低成本所需要的低合金化和易加工化等。汽车用薄板钢发展迅速，上世纪90年代的热点是IF钢和BH钢，而今天人们更加关注的是高强度的DP钢、TRIP钢和热成形马氏体钢，甚至开始了第三代汽车用钢的研发工作。随着碰撞安全性要求的提高，热成形马氏体钢发展迅速。目前国际上常用的是德国TK公司研发的22MnB5钢，他们还在研发更高强度的热成形钢。我国钢铁和汽车企业也在研发热成形马氏体钢。新生产线位于宝钢厂区内，与现有1、3号热镀锌生产线为同类型生产线，新增了超高强钢（ga980dp等）的生产能力。钢铁研究总院研发了抗拉强度达到1500MPa、1700MPa、1900MPa、2200MPa四个强度级别的高塑性热成形马氏体钢。对于BCC***结构而言，钢的强度超过1000MPa后，塑性下降幅度大。研发热成形马氏体钢需要解决高强度导致的低塑性问题。

考虑到TWIP钢和奥氏体不锈钢等第二代汽车用钢的合金含量高导致了成本较高的情况，美国AISI***多家大学、钢铁公司和汽车公司研发第三代汽车用钢。它将有别于现有的以BCC***结构为主的一代汽车用钢和以FCC***结构为主的第二代汽车用钢，以提高强塑积为目标。接下来的碳分配步骤是耗尽部分马氏体中的碳，然后将剩余部分转移到奥氏体中。钢铁研究总院等单位也在开展研发，试验钢的强塑积达到了40GPa%，较代汽车用钢强塑积翻番。

长形钢材主要是各种类型的特殊钢材，应用于汽车发动机、传动、悬挂、底盘等零部件。这些零部件一般需要承受各种动载荷的作用，汽车的、轻量化和高安全性同样需要这类钢材向高强度化方向发展。但是高强度化导致的疲劳***和延迟断裂问题需要解决。拼焊板是指将不同厚度、不同材质、不同强度或不同性能的平板材料焊接在一起形成的平板坯料。为了降低成本和节约能源，汽车锻钢件应用了微合金非调质钢，同时提高了零件的均匀性。近年来，微合金化元素成本持续提高，需要研发少无微合金化元素的新型非调质钢。

近年来，国内各单位积极研发汽车用钢，从过去的仿l制学习，开始了自主研发***汽车用钢。

无论是汽车用钢扁平材，还是汽车用钢长形材，在过去的数年间都以提高强度为核心目标取得了长足的进步。无论是品种还是质量，21世纪的汽车用钢已经完全不同于从前的汽车用钢，汽车用钢是一类不断发展的***材科。伴随着需求变化和相关理论与技术的进展，21世纪的汽车用钢将会以更高质量和更多品种的面貌出现在人类面前。为了适应未来的社会和经济发展，应不断地运用新技术、新工艺和新装备，研发出具备“、低成本、易加工、高精度、绿色化”特征的***汽车用钢技术。这些合作伙伴，包括钢铁公司如AKSteel、NucorSteel、Severstal和USSteel等以及汽车制造商如通用及丰田等，提供了超过30万美元的成本分摊资金。随着我国自主汽车技术的发展，我们有必要认真考虑我国汽车用钢的发展方向和措施。从技术基础研究出发，结合我国汽车需求和钢铁生产国情，逐步形成具有的适合长远发展的我国***汽车用钢体系，促进我国汽车与钢铁的同步跨越式发展。