本文论述了如何在重型货车车身开发中应用高强度钢板材料，降低车身重量，提升碰撞安全性能，以及通过对下一代重型货车车身发展的展望，从轻量化、碰撞安全性上提出了高强度钢板在重型货车车身开发中的应用趋势。

汽车用高强度钢的开发始于20世纪70年代石油危机前后，先是微合金钢、含磷合金钢，20世纪80年代是DP（双相）钢、烘烤硬化钢以及IF（无间隙原子）钢，1990年又开发出了强度更高的微合金钢-各相同性钢，接着又开发了TRIP（相变诱发塑性）钢、多相超高强度钢，抗拉强度达到1000MPa，最高的甚至达到1200MPa以上。高强度钢应用于汽车的各种零件，达到了减轻重量、节约能源、提高燃油经济性以及降低成本的效果。

国际钢铁协会把屈服强度小于210MPa的钢板归为软钢 ，屈服强度为210～550MPa的归为高强度钢板，屈服强度大于550MPa的归为超高强度钢板。图1所示为各种车用钢板的屈服强度与延伸率的关系。

以往国内重型货车的车身大部分都采用的是日系技术，车身重量相对较轻，但疲劳耐久性能较低，且目前来看，其碰撞安全性能已无法满足国内现行的ECE-R29-02版安全碰撞法规以及未来即将实施的ECE-R29-03版安全碰撞法规。近10年来，随着国内对车身安全性、舒适性和疲劳耐久性能要求的提高，车身重量同样也在逐年增加，如何在保证性能的前提下降低车身重量是车身开发的难点。

车身开发过程中材料的选择

要想提高车身碰撞安全性能，同时又维持或降低车身重量，一是从结构设计着手，寻找更有效率的结构设计概念，另一方面则需要从材料着手，寻求更高质量、更稳定的钢铁材料，或者是更轻的替代材料。目前，增加高强度钢板的应用已成为重型货车车身开发中的材料应用趋势。表1所示为重型货车车身适用的高强度钢板种类。

1.外覆盖件的材料选择

外板件对高强度钢板的性能要求是：①低的屈强比，高的n值和r值；②抗压痕性，冲压和烘烤后有高的屈服强度；③无常温时效；④优良的点焊性和抗腐蚀性。因此，如图2所示，烘烤硬化钢、含磷钢都适用于外板件。

考虑到重型货车车身的月产量不是很大，而烘烤硬化刚板具有一定的时效性，因此选择含磷钢更合适。如顶盖外板可以采用B170P1，其屈服强度为170～240MPa，同时料厚可以由1.0mm减为0.9mm,图3为某重卡车车身外覆盖件的材料选择。DP钢因其无时效以及高的烘烤硬化值，为潜在的外覆盖件用钢板，如顶盖外板采用HC300/500DP，可以将外板料厚减到0.8mm。

2.骨架件的材料选择

目前通过合理的车身结构设计，已基本可以通过现行的碰撞法规ECE R29-02版法规，但更为严格的ECE R29 03版法规初稿在欧洲已发布，计划2017年实施，法规中对车身的碰撞安全性能提出了更高要求（见图4）。在车身重量不变或更低的前提下，依靠结构设计已较难通过即将实施的安全法规，为了保证驾驶室内的生存空间，要求车身碰撞过程中变形小，因此骨架件材料的选择优先考虑屈服强度高且屈强比小的材料，具体如图5所示。

图6为车身碰撞过程中力的传递。骨架件做为车身碰撞过程中的主要吸能材料，而与能量吸收最有关系的是材料的抗拉强度，随着材料抗拉强度的提高，其能量吸收提高，同时由于骨架件的形状都较为复杂，需要材料具有一定的拉深性能。

考虑成本和一定的成形性能等因素，应优先采用低合金高强度钢和双相钢，对于料厚超过2.0mm的零件，采用热轧酸洗类汽车结构用钢，如SAPH400、SAPH440。

3.应用高强度钢板减薄料厚

应用高强度钢板减薄料厚的公式为：

式中：t1=采用高强度钢板的零件料厚；t2=采用普通钢板的零件料厚；r1=普通钢板的屈服强度；r2=高强度钢板的屈服强度。

由于所有钢板的弹性模量一样，车身的刚度与框架结构设计和零件料厚有关系，而车身框架结构的设计已成熟，较难有新的突破，因此料厚的减薄将带来车身刚度的降低，因此采用高强度钢板只能降低外覆盖件或非主要受力零件的厚度。

表2为某车身开发中高强度钢板选择的思路，通过选择不同高强度钢板的应用方案，维持车身重量不变，使车身满足ECE R29 02版碰撞法规。

采用高强度钢板对工艺性能的要求

1.冲压工艺性能

高强度钢板因其强度相对于普通钢板有了较大提升，成形过程中需要更大的成形力；同时需要模具材料硬度高，耐磨性好，增加了模具制造成本。对于骨架件，因选择的材料强度级别较高，成形过程中回弹较难控制，因此需合理地设计零件结构来减少回弹，同时，模具制造过程中也需加大对冲压回弹的
控制。

2.焊接工艺性能

高强度钢板强度提高，焊接能力下降。钢板经点焊后，焊接处的抗拉强度受电流和时间因素的影响很大，此处化学成分对钢的可焊性也有显著的影响。首先是碳当量的影响，碳当量对各种不同高强度钢的可焊性的影响比较大，经试验分析碳当量应低于规定限度。降低高强度钢中C、S和Mn的含量，使其接近于低碳钢的水平，可在原有的点焊规范下提高点焊质量。

3.耐腐蚀性能

一般说来，高强度钢的抗腐蚀性与低碳钢相当，但是由于采用了高强度钢板，减薄了厚度，因此必须重视腐蚀问题。因为薄板与厚板相比更容易生锈，当薄钢板腐蚀入表面时，大大降低板材强度，很快就降低了截面上的载荷能力，所以用高强度的薄钢板要采用保护涂层。现在采用的单面镀锌板或锌铬镀层或其他合金镀层，如锌中加入镁或铅，也有用Zn-10%-20%Fe， Zn-13%Ni 合金镀层以增加抗腐蚀性，近年来又发展了双面镀锌钢板。

高强度钢板的表面质量对抗腐蚀性非常重要，必须清除退火过程中表面残余碳层，涂漆前，经磷化处理后的钢板其磷酸盐也要很好清理，以保证钢板的表面清洁度。

结束语

高强度钢板在国内重型货车车身上已开始使用，但强度级别较低且比例较小，随着新版碰撞法规的实施，高强度钢板的应用将加大，同时将对目前的工艺实施提出较多要求。其他超高强度钢板，如马氏体钢和硼钢，因通过热成形或滚压等方式成形，短期内在商用车车身中还无法应用。