熱間圧延合金製水タンク容器、使用済み鋼板ボイラー A516-70

自動車産業の急速な発展は、国家の経済社会発展において重要な役割を果たしてきた。しかし、エネルギー不足や環境汚染などの問題の影響により、産業発展における矛盾はますます顕著になっている。将来を見据えると、自然、生態系、省エネルギー、安全性を背景とした発展のみが、産業の持続可能な発展につながるだろう。

このような背景のもと、自動車用軽量高強度鋼の応用が重要な発展方向となっています。しかし、高強度鋼板の強度向上に伴い、従来の冷間プレス加工では成形工程で破損しやすく、高強度鋼板の加工要件を満たすことができません。そこで、超高強度鋼板の熱間プレス成形技術が世界中で徐々に研究されてきました。これは、成形、熱伝達、微細構造変化を統合した新しいプロセスであり、主に高温オーステナイト状態における板金の塑性向上と降伏強度低下の特性を利用しています。しかし、熱成形には、プロセス条件、金属相変化、CAE解析技術に関する詳細な研究が必要ですが、この技術は海外メーカーが独占しており、中国では発展が遅れています。

調査と統計によると、一部の自動車ブランドでは高強度鋼の使用が拡大しており、一部の車種では車体フレームへの高強度鋼の使用率が90%に達している。米国鉄鋼協会エネルギー部門の研究によると、高強度鋼の強度値が低下しても、従来の冷間圧延鋼板に比べて引張強度ははるかに低い。高強度鋼の延性は、通常の鋼のわずか半分に過ぎない。

材料がプレス加工によって成形されると、硬化します。鋼の種類によって硬化の度合いは異なります。一般的に、高強度低合金鋼の降伏強度はわずか20MPa、10%未満しか増加しません。注：二相鋼の降伏強度は140MPa増加し、40%以上増加します。成形プロセス中、金属はプレス加工開始前とは全く異なるものになります。これらの鋼の降伏強度は、応力が加わった後に大幅に増加します。材料の降伏応力が高くなり、加工硬化と相まって、流動応力が大幅に増加します。そのため、割れ、スプリングバック、しわ、ワークピースのサイズ、金型摩耗、マイクロ溶接摩耗が、高強度鋼の成形プロセスにおける問題の焦点となっています。

高強度鋼の特性に基づくと、金属の流れを変えたり摩擦を低減したりできない場合、高強度鋼（HSS）の割れや不均一な組織により、部品の不良率が増加する可能性があります。この材料の高いキロポンド/平方インチ（Ksi）降伏力、高い反発力、加工硬化傾向、および高温での成形操作はすべて、金型にとって課題となります。