芬兰Ruukki公司的Hümeenlinna钢铁厂（合金化热镀锌）的汽车板材生产线 

钢铁生产厂为汽车工业提供了多种不同的高强度钢材料，但用户却不仅希望重量轻，节约燃油，还希望价格低，实现这些目标的解决方案就是超高强度的材料。

在减轻汽车重量的过程中，许多像铝合金这样的轻型材料都显示出了钢铁生产厂和其他材料供应商都想象不到优越性。不过这类替代材料虽然有着很大的潜力，但它们在汽车涉及到安全性能的零部件生产制造中却略显不足，主要是因为成本太高。这些零部件的材料成本和生产制造费用只有那些高档、豪华轿车才能承受得起。在中、低档轿车中，钢结构的轿车客舱目前还是无法替代的。为此，钢铁生产厂需要不断开发新的钢材，满足用户越来越多的需求，芬兰Ruukki公司也不例外。（编者注：2014年7月29日，全球领先的高强度钢制造商SSAB正式完成了对芬兰Ruukki公司的并购，新公司以SSAB命名，Ruukki品牌归属SSAB旗下。）

双相钢（DP钢）是低碳钢或低合金钢经临界区热处理或经控制轧制而得到的高强度钢，这种钢材在能量吸收方面有着突出的表现，因而在车辆前厢、后厢以及碰撞缓冲部件中得到了广泛的应用。多相钢则相反，由于它有着相对较高的延展性特点，在制造车辆安全性零部件时则成了最大的缺点。适合于热冲压成形的超高强度硼钢（PHS）以其很高的硬度保证了不易变形，有着至少1100MPa的屈服强度，最高屈服强度可达1250MPa，此外，目前一般的PHS都有着1500MPa的抗拉强度。它们都是20世纪90年代研发出来的产品，从2000年开始大量投放市场。汽车工业企业在白车架的生产中越来越多地使用了超高强度的PHS。

热轧淬火工艺技术的两种变形

冷轧钢板有着中等程度的强度和很高的延展性，因此通常被优先用于冲压加工。

为了得到用户希望的更高的刚性，冷轧的PHS先在高温下加热，之后在冷却液中快速冷却——这一工艺过程通常被称之为“热轧淬火”。这一工艺技术在实际应用时又有两种变形的工艺：间接热轧淬火和直接热轧淬火。

在间接热轧淬火技术中，板材首先是冷轧成形，然后在加热炉中加热。冲压成形件间接热轧淬火时的整形和淬火是在施加冲压压力和温度降幅为200℃的冷却液中平行完成的，快速的冷却使得钢材的抗拉强度提高到了1500MPa。在工艺的最后，是对淬硬了的板材进行清洗，使它们具有最终零件的形状和质量要求。

直接热轧淬火工艺过程中，冷却没有中间步骤。钢板加热到900～950℃，使得PHS的强度降低到了大约200MPa，从而使钢材有着最佳的变形加工性能。直接热轧淬火放弃了零件冷冲压的预变形加工工步，因此经济性和效率都更好。但这一加工过程中，高温下钢板会有较大的变形，因此板材的防护表面受到的负载很大。

保护层

为了使淬火过程中钢板表面不受损伤、不出现锈蚀，PHS板材需要一层防护层，但实际上，所有的涂层都会因热轧淬火而出现微裂纹。钢板的抗氧化性能和耐锈蚀性能与涂层类型有着很大的关系。芬兰Ruukki公司对PHS的锌—铁合金保护涂层进行了研究，开发出了一种新的合金化热镀锌钢板——一种质量明显改进的硼钢变型产品。

工业领域中的PHS板材最常用的防护涂层是厚度10～20mm的铝—硅合金涂层（AISi），但铝基涂层材料提供的抗腐蚀性能有限，一旦涂层出现裂纹，就失去了防护作用，即便是最小的氧化点也会带来大面积的锈蚀。在新开发的合金化热镀锌钢板中，锌起到了阴极保护的作用，它相当于被牺牲的金属保护者，把氧吸收起来，自身受到腐蚀，而使下面的钢板受到很好的保护。

芬兰Ruukki公司对两种腐蚀保护涂层的性能进行了对比试验：未涂覆的AISi涂层和未涂覆的合金化热镀锌涂层按照EN ISO 9227标准规定中性NSS盐雾测试中进行了试验。被测的金属式样在易腐蚀的环境中被喷洒上浓氯化钠溶液。当防护涂层失去防护作用时，钢板就开始锈蚀，出现锈斑（氧化铁）。

测试是按照标准程序进行的，测试参数如下：氯化钠溶液浓度为(50±5)g/l，测试温度为35±2℃，酸碱度pH值为6.5～7.2，平均采集率为(1.5±0.5)ml/h（水平面积80cm2时）。

当镀锌层出现腐蚀时，PHS材料试样的涂层仍然在有效地发挥着保护作用。铝—硅防护层在测试结束前就已经腐蚀透了，在钢材样本上出现了锈蚀。在生产过程中，合金化热镀锌技术的防护涂层还有另外一个优点：与其他涂层材料相比较，它具有更好的点焊性能，包括与铝基材料的点焊。