本章我们将简要概述汽车热成型钢的当前趋势以及PHS 2000钢的开发。
汽车主机厂商将1800MPa和2000MPa热成型钢用在车身的哪些部位？
目前热成型生产技术提供的设计自由度大，包括有些零件局部需要“软区”。
热成型的优势（比如更出色的形状精度，可成形复杂几何形状零件）和劣势（成本高，能耗高，生产节拍慢）。
Docol® 2000 PHS钢的开发故事。
两种超高强度钢的比较：热成型钢和马氏体钢
SSAB冷轧带钢产品开发经理Jenny Fritz。
Kenneth Olsson深耕钢铁行业40年，有着资深的从业经验，在SSAB任职多个岗位。
请您介绍一下1900Mpa热成型钢的VDA新标准？
这是一个全新的标准，但已经有汽车制造商用它来制定自己的企业标准。新牌号热成型钢的VDA名称为CR1900T-MB-DS，它与SSAB钢牌号Docol PHS 2000的标准相对应，其抗拉强度最高可达2千兆帕，即2000MPa。
这是目前强度最高的钢材——汽车设计师们将其用在哪些车身部位呢？
可应用在很多部位，但最常用于保护电动汽车的电池包，电池包区域不允许碰撞侵入——这对侧面碰撞测试尤具挑战性。因此，汽车主机厂商将在安全部件中使用PHS 2000MPa钢，如地板横梁，连接左右两侧门槛板，以保护电动汽车电池。
您认为新的 Docol PHS 2000MPa 是否也可以用于传统上使用 PHS 1500MPa 的其他应用？
可以的，PHS 2000和PHS 1800不仅适用于电动汽车，也适用于内燃机（ICE）汽车。汽车设计师不论是需要最高强度的钢，还是减少料厚实现减重，它们都可以派上用场。
热成型钢在汽车上的经典应用是汽车的A柱和B柱，但也用于车顶边梁、侧围加强板、顶盖横梁和仪表板横梁，以及车门防撞梁、风挡玻璃加强件和地板梁。值得注意的是，目前这些热成型零件的设计往往具有高度复杂的几何形状，这正是PHS钢的优势所在。
使用热成型钢的另一个优势就同一零件可拥有不同的强度等级，所以零件在碰撞中的表现也不同，对吗？
对的。一个热成型模具可以被细分为多段不同的淬火工艺。例如，创建一个热成型“软区”，不需要对整个零件进行淬火。零件被遮挡的、未淬火的部分将具有较低的强度水平，因此在碰撞时可吸收高能量。淬火后的部分，具有较高的抗拉强度，可以承受较高的力。近年来，在PHS软区工艺领域取得了长足的发展。比如，汽车B柱下部的软区。
不等厚板是在热成型零件中实现“性能分区”的另一种方式，对吗？
是的。冷轧不等厚板是一种冷轧带钢，带钢在不同的宽度段，厚度可以不同。因此，可根据对零件的最终要求及性能表现，指定哪里要厚，哪里要薄。
不等厚板拼焊板可以更加多样化：你可以将不同厚度的PHS带钢焊接在一起，甚至可以将PHS带钢与非PHS带钢焊接在一起。
所有的这些选择都让我们想到PHS钢“设计自由度”的问题。
试想您有一种加热到900℃的温度下冲压成型的硼钢。在此温度下，很容易将PHS钢热成型为具有非常复杂且需深冲的形状。因而凭借这样的设计自由度，汽车设计师就可以对其部件进行更多的创意设计：也许可以利用PHS钢的高抗拉强度来设计更轻的零件；也许可以减少零件数量，即零件整合；也许可以通过设计“软区”让零件在碰撞测试中表现更出色。
热成型零件具有更出色的成品零件形状精度，对吗？
热处理钢的优势是回弹很少甚至没有回弹，这会使形状精度更高。随着如今高强度钢的抗拉强度越来越高，回弹也有可能增加，这种观点在很多人心里根深蒂固。
但另一方面，我们也将比以往更理解并能更好地预测和控制冷成型汽车部件的回弹，即使在使用千兆帕钢时亦是如此。
当然，这在很大程度上取决于零件设计：与其认为使用PHS钢可以避免产生回弹而花费更多的成本，不如在设计概念过程中尽早与先进高强度钢的供应商沟通。许多设计方案，只要稍加修改，并采取适当的生产工序，就可以实现冷成型，并得到非常出色的成品形状精度。
Docol PHS 2000钢很特别，因为它最初是为一个客户开发的，对吗？
是的。我们总是与客户保持紧密的合作。但这次，我们的客户Gestamp向我们提出了一个非常具体的要求：“你们能开发一款抗拉强度有2000兆帕但延展性和22MnB5相当（1500MPa抗拉强度）的热成型钢吗？我们想要将其用于生产一款更具轻量化的保险杠中。”我们预见到2000MPa钢用于其他安全部件的价值，因此我们答应了。
开发一款热成型钢需要面对特别的挑战，是吗？
没错。正如你所知，对于热成型钢，制造者是通过加热、成型和淬火的过程，得到钢材最终的机械性能。这其中涉及的因素很多：钢材在加热炉里要多加热多久，加热温度是多少？模具使用什么冷却介质？模具与材料之间的接触压力是多少？
而所有这些OEM和Tier 1热成型工艺都是独特的——每一种工艺都可以对PHS钢进行不同的生产加工。Gestamp甚至也不与我们分享其热成型信息！但我们必须制造出一种能适用于多家汽车主机厂商的PHS 2000钢材。所以这是相当具有挑战性的。
为了使 PHS 2000 达到所需的延展性水平，SSAB 重点关注了钢的化学成分及其钢厂的加工系统。此外，SSAB还为客户推荐加热炉温度和冷却速度——形成马氏体钢微观结构所需的最低冷却速度，从而达到预定的抗拉强度。
那Gestamp做了什么？
他们会用其热成型模具测试我们的材料。在我们对PHS 2000钢进行迭代开发时，他们的反馈和测试都极具价值。与他们如此紧密的合作，确实加快了我们彼此的学习成长速度。
成果如何？
Gestamp 使用PHS 2000钢制成的保险杠减重17%，而且仍然具有成本效益。因此，对于Gestamp和SSAB来说，这无疑是一个双赢的结果。
两种超高强度钢的比较
| 热成型钢 | 马氏体钢 | |
| 零件成型工艺 | 热成型 | 冷成型 |
| 最高抗拉强度 | 2000 MPa | 1700 MPa |
| 复杂零件（如深冲等）的设计自由度 | 非常高：900℃时，零件便可以设计为复杂形状 | 采用冷成型技术时复杂设计可能需要简化 |
| 回弹 | 极大地降低或消除 | 需要预测和控制 |
| 成品形状精度 | 非常出色 | 若回弹控制合理，则表现出色 |
| 模具 | 昂贵得多 | 不太昂贵 |
| 生产时间 | 很慢 | 更快 |
| 成型所需的能源或产生的二氧化碳排放 | 很高 | 较低 |
| 零件总成本 | 更高 | 更低 |
| 车身材料占有量（%） | 不断增长 | 不断增长 |
SSAB与汽车部件制造商 Gestamp 密切合作研发的Docol PHS 2000，如何帮助客户实现保险杠部件减重17%？
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