汽车车身材料包括哪些（汽车车身用材料概述）

轿车车身是轿车的重要组成部分，由它构成了成员的乘座空间和乘乘座环境，其外表展示了整车的造型艺术和整车的特征。因此，车身材料既要满足车身设计、生产（制造）、装配、维护方面的要求；还要满足使用、安全等方面的要求，即满足强度、刚度、耐腐蚀、拉延性以及可焊接，易加工成型等方面的要求，所以轿车车身用材料种类较多。

车身用材料大致可分为二大类：

金属材料：钢板、铸铁等重金属材料；铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡沫金属等材料

非金属材料：工程塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶、非金属泡沫材料、非金属复合材料等

轿车车身材料的使用分类：

1、钢板：热/冷轧钢板、表面处理（镀覆）钢板、不锈钢板、高强度钢板等

2、轻金属材料：铝板、铝合金、镁合金、钛合金等

3、复合材料：玻璃纤维增强材料(GFRP)、碳纤维增强材料(GFRP)等

4、非金属材料：玻璃、塑料、橡胶、皮革、人造革、化学纤维等

5、衬垫材料：皮革、纸板、软木、石棉、人造革、泡沫塑料等

6、涂装材料：（构成：油料、树脂、颜料、稀释剂、辅助材料）底漆、面漆、腻子、辅助材料等

7、内饰材料：各类织物、皮革，软质材料，塑料等

8、胶粘剂：密封胶、粘接剂等

一、轿车车身用钢板

钢板的主要性质有：可塑性、弹性、加工硬化等

热轧软钢板：含碳量一般在0.15％以下，硬度低、抗拉强度不高。主要用于挡泥板、地板、行李箱铰链、保险杠等。

冷轧软钢板：相比热轧软钢板加工性能好，且表面美观。如Q215、碳钢和低合金结构钢冷扎钢板、10F、08F、优质碳素结构钢冷轧薄钢板等，用于车身外板、零件的外壳、车顶板、行李箱盖、发动机罩、车门内外板、保险杠、挡泥板等。

高强度钢板：抗拉强度相当高，具有很强的抗破坏能力。用于车身外板、翼子板等。

表面处理钢：镀锌钢板、锌粉漆涂装钢板等，防腐蚀性能好。用于车门、车顶内衬板、下护板、车身底部等。

汽车车身用钢（3类）：

汽车车身外板用钢：

汽车车身外板用钢主要用于制造前、后、左、右车门外板、发动机罩外板、行李箱盖外板等零件。汽车车身外板应具很好的成形性,抗腐蚀性和抗凹性以及良好的点焊性,汽车车身外板多用镀层板,以满足汽车外板4 年运行无锈斑的防腐要求(最近欧洲提出了防腐性更高的要求,即外板的防腐性能与汽车同寿命) ,为了提高抗凹性,汽车外板的钢板多用BH 钢(烘烤硬化钢) , IF 增磷钢以及高成形性的冷轧退火双相钢(如DP30260 等) ,以减薄厚度,保证抗凹性;涂层板多用热镀锌板、热镀锌铁板、电镀锌板以及电镀锌- Ni 板等,用合金镀层板的目的是减薄镀层厚度,提高结合力,改善点焊性,减少焊接车间锌污染。

汽车车身内板用钢( 四门两盖的内板用钢)：

汽车车身内板零件比外板形状更为复杂,要求车身内板用钢应具有更高的成形性和深冲性能,因此车身内板多用冲压成形性和深冲性能优良的IF钢,少量用IF - 增磷钢;其镀层要求与外板类同,热镀Zn2Fe 板或电镀Zn2Ni 板;由于合金镀层较薄,为防止运输或冲压时对镀层的损伤,通常在镀层板的表面再涂一层有机薄膜,既保护镀层,又改善冲压性能,并可减少冲压摩擦和镀层损伤,改善板材成形性。

汽车车身结构件用钢—先进高强度钢：

高强度钢板的种类主要有：

加Si、Mn、P等固溶强化型；

加Nb、Ti、V等析出硬化型；

复合组织型、双相型和回复退火型等。

高强度钢板的抗拉强度一般在600N/m㎡以上，其破坏强度为低碳钢板的2～3倍。

车身结构件或者白车身(BIW) ,既和汽车碰撞安全有关,又和汽车轻量化密切相关;因此选材要求既有高强度,又有良好的塑性。先进高强度钢(ad2vanced high st rength steel ,AHSS) 由于具有较好的应变分布能力和较高的应变硬化特性,力学性能更加均匀,因而其回弹量的波动小;同时这类钢具有更好的碰撞特性和更高的疲劳寿命;因此采用这类钢具有更多的降低板厚、减薄规格的可能。

具体钢种举例（9种）：

1、超深冲IF 冷轧钢板

在碳≤0. 008 %的超低碳钢中, 加入足够量的强碳、氮化合物形成元素钛和铌, 使钢中的碳、氮原子完全被固定成碳、氮化合物( Ti (C、N) ,Nb(C、N)) ,钢中无间隙原子存在,这种钢称为“无间隙原子钢”,即Interstitial Free Steel ,缩写成IF 钢。

工业生产超低碳IF 钢, 若不经过钛或铌微合金化处理,其(111)退火织构不强, r 值不高,因为微合金化处理是为了消除固溶体中的碳、氮间隙原子,得到纯净的铁素体基体。钢中加入钛和铌的量, 要使钢中的C、N原子被完全固定, 而纯净的铁素体中无间隙原子存在,这就是IF 钢的冶金学基础。

在IF 钢中, 根据添加微合金元素不同, 可将IF钢分为Ti - IF 钢、Nb - IF 钢和( Ti Nb) - IF 钢三类。我国开发的IF 钢主要是Ti - IF 钢(St16) 和(Ti Nb) - IF 钢(BIF3、相当于St17) 。

IF钢的性能受化学成分、钢坯加热温度、终轧温度、卷取温度、冷轧压下量和退火温度等参数的影响。但最终热轧板卷应获得细小的铁素体组织和粗大的析出物，如碳、氮化合物。 因为粗大的析出物有降低再结晶温度的作用和有利于r 值和塑性的提高。IF 钢再退火过程中，要完成铁素体再结晶和晶粒长大以及发展再结晶结构#高的退火温度有利于{111}织构的发展和晶粒粗化。

钢板的力学性能：屈服强度在127～190MPa 波动, 波动范围较大,但其平均值为137～149 MPa ,即在150MPa 以内, 屈服强度不高; 抗拉强度在275～320 MPa 波动,平均值为286 ～301 MPa ,比较适中;伸长率在40 %～52 %波动, 平均值43. 1 %～46. 6 % , 均值可达St 17 冷轧钢板的水平。

2、冷轧高强度钢板

深冲冷轧高强度钢板主要用磷强化，这是由于磷的强化能力很强，约为硅的7倍，锰的10倍。钢中加入0.1％的磷和加入0.7％的硅或1.0％锰，其强化效果是等同的，这可节约大量的合金元素，既降低了钢的生产成本，又不会因钢中加入多量的合金元素（Si或Mn）而降低钢板的塑性。

强化原理：磷属于置换固溶强化，当磷原子置换铁原子时#在磷原子周围产生弹性形变，引起晶格位移，从而使钢强化。磷在钢中的冷脆性常被人们关注。只要钢中磷含量≤0.12％，其对钢的冷脆性影响就很小。 还应当指出，随着钢中含碳量增加，磷的冷脆性倾向加大，一般深冲高强度钢板均用低碳或超低碳生产。

3、冷轧烘烤硬化钢板

薄板在冲压成形前具有较低的屈服强度，经冲压成形或预拉延变形后，随即进行烘烤（约170℃）或高温处理，薄板的屈服强度得到一定程度的提高，这种薄板称烘烤硬化钢板（简称BH钢板）。

含有间隙固溶原子C、N的退火状态薄板，经变形后， 导致基体内位错密度增加，C、N原子向位错扩散的距离缩短，随着高温时效处理（或烤漆温度处理），提高了C、N原子扩散的热激活能，促使其向位错的扩散加快。C、N原子在位错处聚集，钉轧位错，此时薄板再变形需要更高的屈服应力。 薄板呈现烘烤硬化值，用BH表示。

薄板的烘烤硬化值（BH值）主要依赖于钢中固溶原子C，随着固溶C量增加，BH值提高。为防止薄板在较短时间内（3个月）出现时效倾向，应控制钢中固溶C量，一般为，这时可获得

4、相变诱导塑性钢

将0.10％～0.40％C、1.0％～2.0％Si和1.0％～2.0％Mn，加热到（α γ）两相区，保持一定时间，以某一速度冷却到钢的贝氏体转变温度保温，最后得到铁素体 贝氏体 （10％～20％）残余奥氏体的复合组织。当钢板经冷加工成形时，诱发残余奥氏体向马氏体转变，呈现高强度和高塑性。

5、冷轧双相钢板

随着强度的增加，钢板伸长率下降，要获得强度高，塑性好的钢板，最理想的组织应为铁素体（高塑性） 马氏体（高强度）。要求马氏体不破坏冲压时的基本组织（铁素体）变形的连续性，马氏体应为岛状，这种铁素体 马氏体钢称为双相钢。

它具有以下优点：

a、屈服点低，抗拉强度高，屈强比低。

b、无屈服点伸长或是屈服伸长"应力应变曲线平滑。

c、伸长率高。

d、初始加工硬化率高，加工强化性能高。

e、抗疲劳性能好。

冷轧双相钢（相变强化）可获得高强度和良好的塑性，冷轧双相钢具有高抗疲劳性、抗碰撞吸收能、好的抗凹陷性能和安全性，被汽车界所关注，有可能成为汽车特别是轿车首选的冷轧高强度钢板。

6、表面处理钢板（可与高强度钢板结合）

（1）热镀锌和电镀锌钢板；（2）合金化热镀锌钢板(简记为GA 钢板)；（3）Zn - Ni 合金电镀钢板；（4）双层Zn - Fe 合金电镀钢板；（5）薄膜有机复合钢板；

统计表明，热镀锌钢板生产的汽车的腐蚀率、故障率仅为普通钢板生产汽车的1/3。随着汽车使用期的延长更加明显。目前，中国轿车车身全部采用镀锌钢板的有上海通用别克、上海大众

帕萨特、一汽-大众Audi

A6和一汽轿车M6等。但目前生产量大的上海

桑塔纳和一汽

捷达，其车身用镀锌钢板每车只有约20～25Kg。

7、减振复合钢板

减振复合钢板是在上下2层钢板之间夹着1层厚度约0.05mm的高分子阻尼材料，把金属材料和高分子材料的特性有机地结合起来。因此，减振复合钢板既具有金属材料的强度、塑性、可焊性和冷加工成型性，又具有高分子材料的阻尼特性。

减小汽车振动、降低噪声、增加乘坐的舒适性，在汽车发动机和变速器周围的冲压件常采用减振复合钢板制造，如发动机油底壳、气缸罩盖、变速器正时齿轮盖板、齿轮室罩盖和驾驶室前围板等。如果将减振复合钢板中间高分子阻尼材料由0.05mm增加到整板厚度的1/3～1/2，这种钢板既具有优异的减振性能，又可在不降低零件刚度的条件下大幅度减轻汽车质量。

8、热轧酸洗钢板

热轧钢板生产流程短，成本低，钢板有较高的强度和较好的伸长率，主要用来制造汽车车架、车轮、车厢及底盘和结构件。这种钢板经盐酸酸洗、在线平整和涂油，钢板表面光洁平整，尺寸精度高，称热轧酸洗钢板。可用它代替部分冷轧钢板生产结构件和深冲件，以降低汽车成本。

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