高强度钢的大量应用功德无量

工业发达国家于上世纪80年代后期，研发出了薄钢板坯连铸连轧技术。90年代初这项技术开始被引入薄钢板的生产。上世纪末，随着一些主要关键技术的陆续解决，薄板连续生产技术日臻成熟，产品质量和产量也不断提高。连铸连轧连续热处理对产品的质量和钢板成品率的提高有很大的贡献。确实是一个巨大的进步，但是不可避免地也给冲压工程师带来一些新问题和新挑战。
为了顺利进行连铸连轧，凝固之前钢水中的氧化物和夹杂物被去除的更加彻底了，薄钢板表面上原先一直存在的微观杂质颗粒也大量地减少了。"杂质"这个词不大好听，其实我们不能简单粗暴地说杂质绝对不好。一分为二地讲，这些表面的微观杂质即干坏事，也干好事。钢板表面上这些微观杂质附近产生的微观损坏，能够捕获氢原子，因而有助于更多润滑油分子在金属表面附着形成吸附膜。润滑油中的脂肪酸与金属表面反应，形成金属皂的单层膜，就能改善润滑条件。连铸连轧连续退火生产的薄板表面上被弄得太干净了，使得冲压模具擦伤磨损问题严重恶化。
1970年左右，第一个具有较高屈服强度的高强度低合金钢（HSLA）出现了。起初，只有日本汽车制造商采用这个钢种。高强度低合金钢的成形性较低，造成了严重的冲压件开裂问题，因此，人们开展了大量的研究，试图了解这种钢的异常行为。
几乎在同一时间，钢厂推出了又一个非常新的软钢钢种，叫烘烤硬化钢。这真是个美妙的好主意：这种材料在冲压时柔软而易于成形，但能在喷漆后的烘烤阶段变硬。实现烘烤硬化钢生产的关键，是要控制钢中的游离碳原子浓度正好在百万分之12到25之间。采用烘烤硬化钢制造车身覆盖件，能提高车身的抗凹陷能力，早期的烘烤硬化钢的主要问题是时效问题，影响到冲压件的表面质量。为了解决这个问题，人们想起了超低碳的无间隙原子钢(IF)，因为IF钢是不容易发生时效的。阿姆科发明了IF钢以后，由于成本较高，很长一段时间一直不被工业界看好。板材的表面处理采用了热镀锌方法以后，为了避免在热镀锌过程中发生时效问题， IF钢终于等到了咸鱼翻身的机会。
在1975年的一次重要国际会议上，新日铁报告了一项新研究结果，一种具有低屈服强度，高拉伸强度，高延伸率的新钢种。然而，因为这种钢很难冷轧到1毫米以下的低厚度，新日铁自己并不看好其发展前景。同时，新日铁误认为美国的一项专利已经阻断了日本人的这一发明。其实，这才是历史上的第一个商业双相钢！
双相钢首先被用来制造汽车结构件，特别是轮毂，但人们很快出现，双相钢薄板对边缘拉伸开裂非常敏感。就是现在，这个问题仍然至关重要。问题的核心是双相钢材料内部的微观强度不均匀。构成双相钢的马氏体很硬，铁素体很软，塑性变形时各相之间微观应变不协调，应变梯度太大，拉应力下相界处容易出现开裂。日本工业界提出的解决方案使用单相的贝氏体钢。由于结构更均匀（没有马氏体），它们的变形更协调。另一种德国工业界提出的解决方案，是所谓的多相钢，其结构是由马氏体，贝氏体，以及一些残留奥氏体等混合在一起。
1977年，瑞典工程师，卡尔-埃里克首先提出对含碳相对较高的钢板(约0.2％)进行模具内热成形，然后以模具进行淬火的想法。这样制造的零件不难成形，也没有回弹。热成形的第一次应用是在萨博(Saab). 他们用热成形法生产割草机刀片。后来，沃尔沃用热成形法生产了一些结构件。然而，让热成形获得大发展的技术突破出现在22年后，法国的研究人员提出用铝-硅合金涂覆的钢板进行热成形，以便在加热时保护基材，防止氧化。这个方法带来惊人的成功，以至于现在世界各地已经有约两百条热成形生产线在运行。今天的一个重要发展是实现热成形零件中的不均匀淬火，使其同时包含能够抵抗变形的硬区，和能够吸收能量的软区。汽车上各种高强度钢的大量应用，在交通事故中，拯救了上百万人的生命，真的是大慈大悲，功德无量。