1.2 超高强度硼钢板及其应用

热冲压硼钢板的特点是在轧制成形后，材料组织为均匀的铁素体和珠光体，屈服强度为280～400MPa，抗拉强度大于450MPa；在高温度下具有高的延伸率和低强度，可以进行复杂零件成形；而经过热处理后，材料组织变为均匀的马氏体组织，屈服强度可达1200MPa，抗拉强度可达1500MPa，为普通钢板强度的3～4倍，是最高强度级别的汽车用钢板[7]。超高强度硼钢板按照合金元素类型主要分为4类，即Mn-B系列、Mn-Mo-B系列、Mn-Cr-B系列、Mn-W-Ti-B系列。以超高强度硼钢板USIBOR 1500为例，其主要合金成分见表1-2[8]。该钢板碳含量的质量分数为0.221%，属于低碳钢，添加的Mn元素和B元素均可以提高钢板的淬透性，使得钢板淬火冷却时内部能较充分的马氏体化，从而提高零件的强度。同时研究发现，钢板淬透性的提高与B元素加入量成正比，当B含量的质量分数超过一定数值后（大约为0.003%），淬透性保持不变，但B含量的质量分数超过0.003%～0.006%后淬透性稍有下降。B和Mn两种元素的添加使得超高强度硼钢板为了获得最佳的成形性能及使用性能，通常采用热成形方式。为了避免出现氧化层，钢板加热时需要保护气体保护，成形后需要喷丸处理，以消除表面的氧化皮[9]；或者板料表层增加涂层以提升成形过程中的抗氧化能力。

表1-2 USIBOR 1500钢板的主要合金成分

目前，很多车型都使用了该类硼钢板材料。以国内上汽大众引进的德国大众B6车型为例，一部分重要结构零件，如门槛、门内侧梁、底板中央通道、B柱等都采用超高强度硼钢板进行热成形，总质量与采用普通钢板冷成形相比可减少28kg，且增强了汽车的安全性。标致和宝马系列车型中的部分零件也采用了超高强度硼钢板热冲压成形部件，如图1-3所示。

图1-3 超高强度硼钢板热冲压成形部件

a）标致307 b）宝马5系列