东北大学研发2GPa新钢种 成功应用于北汽新能源

随着能源危机和环境恶化的日益加剧，安全、节能和环保已成为汽车制造业的发展潮流。在保证使用安全的前提下，汽车轻量化是汽车节能减排最有效的方法。因此，近年来全球各大钢铁企业纷纷加大了第三代汽车钢的研发力度，力求通过车身减重实现汽车“更省油、更安全”的目标。作为第三代钢典型代表之一的淬火配分（Q&P，Quenching and Partitioning）钢，因其优异的强塑性能和适合工业化批量生产的 特点而成为其中最为瞩目的明星。

2003年，美国物理冶金学家Speer教授提出Q&P工艺的概念，之后短短十多年时间，中国宝钢利用其先进的具有“高温均热、高速冷却和淬火再提温”功能的高强专用退火线把Q&P钢从概念变成了商业化产品，鞍钢也采用“快速冷却+两步配分”方法打通了高强Q&P钢的工业化路径，这使得中国在第三代高强钢开发和应用方面走在世界前列。

然而，按照经典的淬火配分理论，为了获得优异的强塑性能，传统连续退火生产线必须拥有高速冷却和淬火后快速提温（“两步配分”）等特殊功能。而配置如此豪华的一条高强钢专用退火生产线投资动辄八、九个亿，有的甚至高达十多亿。国内已有和在建的四十余条大型连续退火产线中，仅有两、三条具备这样的条件。因此，大部分钢企对于具有诱人性能的高强Q&P钢只能望洋兴叹，这极大地限制了新一代高强塑积汽车钢的推广和应用。

日前，东北大学易红亮教授团队研发出抗拉强度超过2GPa的热冲压成形超高强韧钢新钢种，该钢种在本钢集团板材有限公司实现了规模工业化量产，成功应用于北汽新能源纯电动两座车型"LITE"，这也是2GPa级超高强钢在全球范围内首次投入批量化工业应用。

热冲压成形工艺 ，可以克服传统工艺下钢板回弹严重、成形困难、容易开裂等难题，是一种获得超高压强度冲压件的有效途径。目前各大汽车钢生产企业所广泛采用的为抗拉强度1.5GPa的热成形高强钢。在汽车轻量化的大趋势下，追求更高的强度从而实现在保证安全性的前提下有效减轻重量，成了国内外汽车用钢的研究热点，然而 瓶颈在于，如何在现有热冲压条件下，在确保热冲压构件的延展率和韧性的同时，协调和平衡超高强度与韧性、延展率的关系，将抗拉强度提高至1.8GPa以上。

东北大学轧制 及连轧自动化国家重点实验室易红亮教授带领 团队，针对突破汽车用1.8GPa以上超高强钢的强度与韧性和延伸率间的矛盾这一难题，积极探索，大胆创新，提出将钒微合金化与热冲压工艺条件耦合实现晶粒细化，并通过纳米碳化钒析出降低马氏体中的碳含量，从物理上抑制1.8GPa超高强钢脆性马氏体生成，从而根本上改善材料韧性，再以钢铁马氏体强化、晶粒细化、纳米碳化钒析出复合强化机制"组合拳"实现强度突破2GPa。

今年6月，易红亮团队开发的抗拉强度超过2GPa的超高强钢新钢种在本钢集团成功完成批量生产，并应用于北汽新能源纯电动两座车型"LITE"侧防撞区，实现车身相关零部件减重车身10-15%。除此之外，在工艺设计上，该钢板基于创新的材料设计，不需通过回火来改善韧性，减少了汽车零部件的制造工艺环节，为汽车企业大幅降低了生产成本，经济效益十分可观。

据悉，东北大学轧制 及连轧自动化国家重点实验室在"中国制造2025"及产业 升级的大背景下，积极与国内外相关知名企业合作，开展了一批具有科学前瞻性，产业应用性的创新项目，在 突破、应用研究和 产业化上取得的坚实的成果，有力地推进了我国在钢铁相关 领域的进步。