东北大学自主研发汽车钢高韧性铝硅镀层新技术

中国教育新闻网讯（记者 刘玉 通讯员 王钰慧）日前，东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室易红亮教授团队在2019年中国汽车轻量化大会上发布高韧性新型铝硅镀层技术。团队提出了铝硅镀层和钢基体界面间高碳致脆的新理论，在汽车钢铝硅镀层强韧化领域实现从“0到1”的突破。

东北大学孵化的创业企业育材堂（苏州）材料科技有限公司将这一理论转化为界面降碳韧化技术，并通过中国马鞍山钢铁股份有限公司和鞍钢蒂森克虏伯（重庆）汽车钢有限公司批量工业试制出高韧性铝硅镀层热冲压钢产品。这一新材料可达到现有材料的同等强度，并实现韧性20-30%的提升，助推汽车零件安全性能的提升。

与现有技术对比，新技术在多个维度上具有新颖性和创造性，已获得中国发明专利授权，该专利有望降低该类钢材的销售价格和零件成本。该技术一开始便引发了通用汽车(北美)材料团队的高度关注，通用汽车今年五月份正式要求马钢着手准备新钢种认证所需要的完整技术数据。

据悉，减重节能和提高安全性，是汽车行业发展的两大重要方向。而超高强钢的应用，则是最经济有效且可以兼顾二者的解决方案。和传统的冷冲压成形技术相比，热冲压成形技术可以克服钢板回弹严重、强度不高、成形困难、生产效率低等技术痛点，因此成为当下白车身用超高强钢的主流解决方案。但是，传统的无镀层热冲压钢，在加热中会导致钢板表面脱碳和氧化铁皮的产生。氧化铁皮容易脱落在模具中，增大钢板与磨具的摩擦系数，降低模具的使用寿命，而定期清理模具中的氧化铁皮，严重降低生产效率。为满足冲压件的后续处理要求，需要通过喷丸去除表面生成的氧化铁皮。而喷丸处理不仅会导致成本增加，而且影响零件的尺寸精度。

易红亮团队从理论突破入手，发现了超高强热成形汽车用钢铝硅镀层与钢基体界面间富碳致脆的物理机制，正是这从“0”到“1”的基础理论探索，得以开发出突破硅铝镀层热冲压钢板韧性瓶颈的界面降碳韧化技术。在无须改变镀层和基材合金成分的前提下，易红亮团队打出“降低镀层厚度”和“优化加热工艺”组合拳，以减少22MnB5基材与镀层间的合金化，从而降低高碳马氏体层的厚度，极大地改善了铝硅镀层产品的韧性，实现了弯曲断裂应变大幅提升、延迟开裂风险大幅下降。育材堂公司根据汽车企业对高韧性热冲压镀层产品的设计需求、热冲压企业对降低延迟开裂风险产品的需求、钢铁企业对自主知识产权产品的需求，以东北大学的理论突破为基础开发出这一突破性技术。

中国工程院院士毛新平说，“这项技术始于理论创新，形成了自主知识产权，不仅中国发明专利已经获得授权，国际专利也正在申请中，该技术的产业化将在全球超过300万吨（中国近100万吨）的舞台上发挥重要作用，这是对中国汽车轻量化发展的贡献，也是中国对世界汽车工业的贡献。”

据介绍，东北大学自主研发汽车钢高韧性铝硅镀层新技术，衍生出高韧性新型超高强钢铝硅镀层技术。这套技术可以在现有钢厂铝硅镀层板产线上直接生产，镀层的减薄可使企业每吨超高强汽车钢降低成本60元左右。易红亮团队还提出了热冲压快速加热工艺，使加热效率提升10~20%。与此同时，新型高韧性铝硅镀层技术完全满足汽车企业对涂层附着力、抗石击能力、耐腐蚀性等方面的要求。