現在、自動車用材料に対する総合的な性能要求は、高強度、耐疲労性、耐クリープ性、高温耐性、耐溶剤性、寸法安定性、優れた電気特性等となっており、国産自動車材料に対する要求はさらに高まっています。 自動車の車体材料は金属材料が9割近くを占め、そのうち鋼材が7割、アルミニウム合金やマグネシウム合金などが2割、エンジニアリングプラスチックや炭素繊維などが1割程度となっています。 コスト、安全性、軽量性などを考慮すると、鋼材は今後も自動車の車体に最も適した素材であり続けます。
自動車用鋼は強度レベルに応じて、低炭素鋼、普通高張力鋼、高級高張力鋼の 3 つのカテゴリーに分類できます。
1. 軟鋼
低炭素鋼とは、主に低炭素アルミニウムキルド鋼または非侵入型鋼（IF鋼）を指します。 降伏強度が低く、破断後の伸びが大きいです。 優れたプラスチック加工特性を備えており、複雑な部品の製造に非常に適しており、自動車のドアにも使用できます。 プレート、スペアタイヤ収納部、ホイールカバープレートなどの深絞り・超深絞り製品がプレス加工に使用されます。 特に、非格子間鋼は、極低炭素鋼にチタンやニオブを適量添加して作られます。 鋼中の格子間原子（炭素、窒素）は炭化物および窒化物の形で存在し、鋼中の格子間固溶原子を減少させます。 、より良い成形性を与えます。
2. 普通高張力鋼
一般的な高張力鋼には、リン添加高張力鋼、高張力 IF 鋼、焼付硬化鋼、低合金高張力鋼の 4 つのカテゴリがあります。
リン添加高張力鋼とは、極低炭素鋼（非侵入型鋼ベース）または低炭素鋼（非侵入型鋼ベース）に、リンなどの固溶強化元素を0.12%以下で添加したものを指します。低炭素アルミニウムキルド鋼）を使用して鋼の強度を向上させます。 この鋼は、高強度と優れた冷間成形特性に加え、優れた耐衝撃性と耐疲労性を備えており、自動車のパネルや構造部品の製造によく使用されます。
高強度IF鋼は、鋼の化学組成を制御することにより、鋼の塑性ひずみ比（r値）とひずみ硬化指数（n値）を向上させたものです。 鋼中の合金元素の固溶強化効果と格子間原子がないため、この鋼は高強度と優れた冷間成形特性の両方を備えています。 通常、深絞りが必要な複雑な部品を作成するために使用されます。
焼付け硬化鋼は鋼中に一定量の固溶炭素原子と窒素原子を保持しており、リンやマンガンなどの強化元素を添加することで鋼の強度を向上させることができます。 加工および成形され、一定の温度で焼かれた後、鋼の降伏強度は時効硬化によって大幅に増加します。 通常、より高い焼付硬化性能が要求される自動車の外装パネルに使用されます。
低合金高張力鋼は、ニオブ、チタン、バナジウムなどの単一または複合の微小合金元素を低炭素鋼に添加して炭窒化物粒子を形成し、強化のために析出させることによって製造されます。 同時に、マイクロアロイ元素により結晶粒が微細化され、より高い高強度が得られ、主に高いフランジ形成要件を必要とする構造部品や補強部品に使用されます。
3. 先進の高張力鋼
先進的な高強度鋼は、安全性能を低下させることなく車両の重量を最小限に抑えることができるため、自動車業界の省エネと排出ガス削減の要件を満たします。
先進的高張力鋼には、主に二相鋼、成形性向上二相鋼、相変態誘起塑性鋼、多相鋼、成形性向上多相鋼、焼入れ分割鋼、マルテンサイト鋼、熱間鋼の8つのカテゴリーが含まれます。 - 成形鋼。
二相鋼（DP鋼）の組織は主にフェライトとマルテンサイトで構成されています。 降伏比が低く、加工硬化性能が高く、均一伸びと焼付硬化性能が良好です。 同じ降伏強度レベルでは、二相鋼は低合金高張力鋼よりも強度が高く、室温時効がなく、良好な成形性を備えています。 現在、二相鋼の強度レベルは450～1310MPaに及び、主に構造部品や補強材に使用されています。
成形性が向上した二相鋼 (DH 鋼) の組織は、主にフェライト、マルテンサイト、および少量のベイナイトまたは残留オーステナイトで構成されています。 同じ引張強さの二相鋼と比較して、伸びと加工硬化指数が高くなります。 したがって、この鋼種は、より高度な絞り要求が必要な部品に適しています。
変態誘起塑性鋼（TR鋼）の組織は主にフェライト、ベイナイト、残留オーステナイトから構成され、残留オーステナイトの含有量は5％以上です。 成形プロセス中、残留オーステナイトはマルテンサイトに変化する可能性があるため、鋼は高い加工硬化率、均一な伸び、および引張強さを備えています。 同じ引張強さの二相鋼と比較して、より高い伸びを持っています。
複合相鋼 (CP 鋼) の構造は、主にフェライトまたはベイナイトのマトリックス上に分布した少量のマルテンサイト、残留オーステナイト、またはパーライトであり、微粒化またはマイクロ合金元素の析出強化によって強化されます。 同じ引張強さの二相鋼と比較して、降伏強度が高く、曲げ特性が良好であり、主に成形品の曲げやフランジ加工に使用されます。
成形性を改善した複合相鋼（CH 鋼）は、従来の複合相鋼構造（フェライト + マルテンサイト + ベイナイト）に基づいており、残留オーステナイトの準安定相を導入しています。 、マルテンサイト、ベイナイトを使用しており、強度が高く、穴広げ率も高くなります。 鋼中のフェライトは、残留オーステナイトの相変態によって引き起こされる可塑性を利用して、より優れた可塑性を提供し、より高い均一伸びと全伸びを得ることができます。 CH鋼は多相組織複合材料により高強度を有し、高い穴拡張性能と良好な伸び性能を備えています。
焼入れ分割鋼（QP鋼）は、焼入れ分割処理により製造された高い成形性を備えた超高張力鋼です。 鋼の組織はマルテンサイト＋フェライト＋残留オーステナイトといった複数の相から構成されています。 マルテンサイトによる超高強度と残留オーステナイトの変態誘起塑性（TRIP）を利用しています。 ）効果により、従来の超高張力鋼よりも優れた成形性を実現し、中程度の降伏強度比と高い加工硬化性を実現し、比較的複雑な形状で高強度が要求される車体骨格部品や安全部品に適しています。
マルテンサイト鋼 (MS 鋼) の構造は、ほぼ完全にマルテンサイトです。 通常、高い引張強度と高い降伏比を持っています。 主に衝突防止部品や強度が要求される安全部品に使用されます。 個。
ホットスタンピング鋼（HS鋼）は、鋼板をオーステナイト化温度以上に加熱することです。 加熱された鋼板を金型にプレスし、成形と焼入れを同時に完了させ、オーステナイトをフルマルテンサイト組織に変態させます。 高強度部品の精密なプレス成形を実現し、超高張力鋼板の冷間プレス時の割れやすさ、スプリングバックの激しさ、複雑な部品の成形の難しさ、金型ロスの多さなどの問題を解決します。 現在、熱間成形鋼の強度は1300～2000MPaに及び、主にBピラーやアンチコリジョンビームなどの構造部品や安全部品に使用されています。
以上をまとめると、鋼は金属構造材料の中でも強度と塑性の調整範囲が広い。 同時に、鋳造、鍛造、溶接などのさまざまなプロセスを使用することができ、現在でも自動車分野で広く使用されています。
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