1.2 安全性及轻量化应用材料
　　日本汽车材料开发应用的另一特点是从汽车安全性及轻量化方面充分考虑使用高强度材料。汽车用钢板材料主要是通过提高钢板抗拉强度来降低钢板厚度，进而达到在满足汽车车身所需刚性变形条件下，最大限度减轻钢板质量。日本20世纪90年代开始研究高强度钢板，抗拉强度逐步提高，提高到1180MPa，最新开发的热冲压材料最大Rm,值可达1600MPa。以下介绍两种日本开发的代表性高强度材料。
1.2.1 汽车用高强度材料
1.2.1.1使用对象及变化
　　高强度钢材使用对象分为两部分，一部分是汽车车身、减振及车轮用部件，另一部分是底盘和排气系统。如：需要具备防碰撞功能的零件，汽车门内防撞梁，汽车前后保险杠防撞板，车身A柱,B柱，发动机支撑梁，仪表板支架，门槛加强板，汽车座椅骨架等车身部件；车轮轮辐和轮辋高强度钢板；高强度弹簧、高碳传动轴管、高强度发动机螺栓等。汽车结构件用各种特殊钢强度一般都达到1000MPa，如汽车转向节、转向扭杆等。图1列出日本高强度材料到2014年前的发展及使用预测。到2014年高强度钢材使用比例将从目前的40%多提高到60%。高强度材料采用比例急剧增加、汽车材料高强度化将成为汽车发展的重要特征。
1.2.1.2使用状况
　　汽车高强度材料的开发始于1980年，由于第二次世界石油危机后美国颁布CAFe法规，开始限制燃油标准，日本也于1979年制一定了燃油目标公示值标准，由此开始了一般高强度材料、IF-BH钢高强度材料以及HOT-DP热一轧支撑框架类用高强度材料和HOT-TRIP高强度支架用热轧材料的应用。20世纪90年代开始，美国公布了PNGV大气净化法规，日本在1993年也提出了新的燃油标准和防碰撞安全试验标准，使得高强度钢板、能有效吸收碰撞能量材料等相继开发使用。2000年在日本京都召开了地球温暖问题会议，就防止地球温暖化发表了京都会议宣言。从此，高强度材料的应用开始迅速普及。
　　从高强度材料使用预测来看，高强度材料分为340~390、390~440、440~540、590MPa以上、780MPa以上、980MPa以上6个等级。
　　按强度等级分类，主要汽车零部件使用材料强度如下。
340390MPa车身用钢板、发动机罩内板、行李箱内板、轮罩板、车门板、水箱外板等。
390～440MPa发动机罩外板、行李箱外板、翼子板、前底板、门槛加强板等。
590MPa级：发动机支撑梁、发动机支架、门框加强板、中底板加强板、底板加强梁、轮辐等。
780MPa级：转向支架、轮辋、后上门框加强板等。
980MPa级：门内板防撞梁、汽车座椅骨架、保险杠防撞梁等。
　　今后，汽车高强度材料使用主要是向高性能、高强度材料发展，进一步满足轻量化要求，提高抗冲击性能，同时进一步提高工艺加工性能。
主要开发材料特征如下。
　a.BH钢板应用开发。主要用于发动机罩板，具有高强度、耐热性能。
　b:高强度DP、TRIP钢。使用强度在780MPa以上材料，主要用于发动机支撑梁等。
　c.高强度钢板。强度为980~1180MPa的材料，主要应用在汽车保险杠加强梁等。
　d.高强度热轧钢板。较厚钢板一般采用热轧材料，广泛使用的热轧钢板强度值在440MPa以下。日本开发的热轧钢板强度为590;780MPa的材料将愈来愈多使用在加强梁等部件中。
　e.轮辐、轮辋用高强度材料。目前，轮辐材料强度一般在370-440MPa;轮辋材料强度在440-590MPa。今后，轮辐将更多采用590MPa以上材料，轮辋采用780MPa以上材料。
　　热轧材料一般较重，强度提高对减轻质量、实现汽车轻量化有明显效果。如车轮钢材，轮辐材料强度如果从370MPa提高到590MPa，相对质量可减轻19%；轮辋材料强度从440MPa提高到780MPa，材料质量可减轻16%.
1.2.2 高温热冲压成形钢板
　　高温热冲压成形钢板是新日本钢铁株式会社和欧洲ARCELOR共同开发的超高强度材料，强度值可达到1600MPa，目前在欧美和日本主要汽车制造企业开始使用。
1.2.2.1使用对象和目的
　　超高强度钢板使用对象主要为防撞零件，如车门防撞杆、保险杠加强梁,A柱,B柱、门框加强梁等。防撞零件一般要求强度较高，日本和欧洲开发的超高强度钢板弥补了这一缺欠。
1.2.2.2特征
　　钢板强度提高后，面临钢板冲压性能较差和回弹度增大两个问题。
　　超高强度钢板加工方法如下:
　　钢板→加热（加热炉停留5min）→加热钢板(900~950℃、200MPa以下）→冲压（在冲压机中模具内实现淬火处理）→抛丸处理（去除氧化皮）→成品（1600MPa）。
　　为减少热轧钢板热加工易生成氧化皮阿题，在超高强度钢板表面上进行镀铝处理，即形成超高强度镀铝钢板。
日本开发的超高强度钢板有以下特点。
　a.在高温环境下质地柔软，拉深成形良好，保持预订形状无回弹，成形后残余应力较小。
　b.可在保持良好成形性的同时生产各种强度级别的钢板（通过调整化学成分）。
　c.可一次成形，成形负荷较低。热冲压（成形非常柔软）厂在300t左右冲压机上；980MPa以上的钢板成形在2000-3000t冲压机上。
1.2.2.3主要性能
　a.可获得极高强度材料。热冲压材料强度可以达到1600MPa。该强度下材料可以保持良好的淬透。
　b，淬火前后机械特性明显，日本某公司实际测定特性值.如表3。

　c.可保持良好的韧性，冲击韧度达到80J/cm2（温度在0100℃），低温脆性也较好。
　d.经过镀铝处理的超高强度钢板耐腐蚀性非常好，并适合于涂装加工，其中耐腐蚀性能优于GA板。
　e.焊接性能较好，可实现多点焊接，焊接部位强度稳定。
1.2.2.4今后课题（对于裸材超高强度钢板）
　　热冲压钢板在使用时存在以下问题。
　a.热冲压成形容易因脱碳导致钢板强度降低、强度不匀，并在钢板表面产生氧化皮。该氧化皮易附着于模具上，　进而附着在钢板表面。
　b.使用抛丸处理也可能残留氧化皮和造成残留应力。
c.需要后镀膜等，在需要耐腐蚀性较高部位进行再处理。
由于以上原因，目前在使用超高强度钢板时一般使用热冲压成形镀铝钢板。

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