热冲压成形技术潜在风险不容忽视

中信微合金化技术中心高级经理、博士　路洪洲

热冲压成形技术潜在风险不容忽视

中信微合金化技术中心高级经理、博士路洪洲

未来5年，热冲压成形技术在车身上的应用将呈快速增长趋势，预计2020年前，热冲压成形线将达到70条，这将进一步带动零部件工业、高速压力机和加热炉制造、热成形钢生产制造等产业发展，但如韧性不足及潜在氢致延迟断裂等问题不容忽视。

在过去的5年间，随着设计技术和制造技术等的进步，中国汽车工业开始批量应用热冲压成形构件，迄今为止，国内已有约40条热冲压成形产线，产能超过5000万件。多数新开发车型及在开发车型均使用热冲压成形技术，新的热成形钢种、更先进的高速压力机、更便捷的加热炉，以及如分段强化热冲压成形技术等更多的热成形工艺被相继开发和应用，这为热成形产业的进一步发展奠定了基础。未来5年，热冲压成形技术在车身上的应用将呈快速增长趋势，预计2020年前，热冲压成形线将达到70条，这将进一步带动零部件工业、高速压力机和加热炉制造、热成形钢生产制造等产业，以及汽车制造业的发展。

然而，一些潜在风险往往被忽视。这种超过1500MPa的全马氏体热冲压成形零部件存在着韧性不足（弯曲吸能性能不足）及潜在的氢致延迟断裂问题，这意味着汽车在设计时，将热冲压成形零部件作为一个高结构强度和高刚度的构件，以期达到保护乘员安全和减少碰撞损伤的目的。若一旦所使用的热冲压成形件存在弯曲吸能性能不足，以及氢致延迟断裂问题，在汽车发生碰撞时，仅几百兆帕的冲击载荷就可以造成原设计为1500MPa的热冲压成形零部件断裂，致使障碍物或者其他碰撞车辆等侵入乘员舱，造成伤害。如果事故认定为热冲压成形件脆断所致，其索赔和召回将给整车企业和热冲压成形企业造成不可估量的重大损失。另外，热冲压成形汽车构件的弯曲性能不足，也会致使高速碰撞时构件提前断裂，特别是在高寒地区发生碰撞，如零下30℃或者更低的温度，更容易发生碰撞断裂而致使乘员舱过早被外物侵入，造成驾乘人员的伤害。

事实上，现实中已经存在上述问题的案例，致使汽车企业和零部件企业急迫找到解决方案。以奔驰汽车和宝马汽车为例，为解决上述问题，奔驰和宝马提出一种方法，即在热成形钢采购认证时，要求热成形钢的弯曲角度

必须超过60°和65°（在热冲压成形零件上取样进行弯曲测试），才能够被采购和使用。

上述提及的这些问题必须得到行业同仁的高度重视。这个问题的解决方案可以考虑如下：首先，整车企业应参考奔驰、宝马或者通用汽车等整车企业的评价指标，重新制定热冲压成形件和热成形钢的评价标准；其次，热冲压成形线的加热炉必须有露点检测预警和控制装置，确保炉体及燃气管的封闭性，控制进料口或出料口节奏和密闭性；最后，在热成形钢材冶炼和酸洗时需严格控制氢的进入及合金元素偏析的产生，并采用微合金化的方法细化钢材显微组织且增加纳米级的氢陷阱。