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長期以來，鋼鐵一直是汽車工業的基礎，雖然汽車制造中鋁和塑料的用量不斷增加，但鋼鐵材料仍是汽車的主要材料。21世紀的汽車行業，降低燃料消耗、減少CO2和廢氣排放已成為社會的需求，作為材料生產廠的鋼鐵業為了適應這種發展趨勢，已開發出許多種類的高強度鋼板來幫助減輕汽車重量，適應汽車工業的新要求。近年來，超輕超薄高強度鋼板的品質和性能大大提高，相信到2020年，高強度鋼板在汽車上的使用率將超過70%。

先進高強度鋼板是車身輕量化的主要發展方向，為了兼顧輕量化與碰撞安全性以及高強度下沖壓件回彈與模具磨損等問題，熱成形高強度鋼及其成形工藝和應用技術應運而生。目前凡是達到U-NCAP碰撞4星或5星級水平的乘用車型，其安全件(A/B/C柱、保險杠、防撞梁等)大都采用了抗拉強度1500MPa、屈服強度1200MPa的熱成形鋼。同時，在先進高強度鋼板的冷成形中，為了解決成形裂紋和形狀凍結性不良等問題，熱沖壓材料的開發和應用引人注目，已用其進行了強度高達1470MPa級汽車部件的制造。

目前，世界上熱成形用鋼幾乎都選用硼鋼種，因為微量的硼(B)可以有效地提高鋼的淬透性，可以使得零件在模具中以適宜的冷卻速度，獲得所需的馬氏體組織，從而保證零件的高強度水平。硼的作用在20世紀50年代早期就被人們所認識，硼只有固溶在鋼中才能起到強化作用。由于硼與氧和氮有強烈的化學親和力，因此在鋼中添加硼時都需要添加一些強氧化物和氮化物形成元素，如鋁、鋯和鈦等。固溶的硼偏析在奧氏體晶粒邊界，延遲了鐵素體和貝氏體的形核進而增加了鋼的強度。含硼超高強度鋼板的強度可以高達1500Mpa，為普通鋼板強度的3～4倍，將其應用于汽車零部件不僅可以直接減少料厚、降低車身重量，還可以提高汽車的安全性，以及相關聯的降低油耗、節約能源、減少汽車排放等。并且硼鋼屬于含硼高強度鋼板，廢物可以充分回收利用，有利于降低環境污染。常用的鋼種包括：Mn-B系(上海寶鋼開發)熱成形用鋼、Mn-Mo-B系(北美、歐洲等多用此系列)、Mn-Cr-B系(高淬透性熱成形鋼)、Mn-Cr系(部分馬氏體熱成形鋼)、Mn-W-Ti-B系(如韓國POSCO 公司開發的高烘烤硬化細晶粒熱成形鋼)。

實際熱成形工藝首先把常溫下強度為500~600 MPa的高強度硼合金鋼板加熱到880~950℃，使之均勻奧氏體化，然后送入內部帶有冷卻系統的模具內沖壓成形，之后保壓快速冷卻淬火，使奧氏體轉變成馬氏體，成形件因而得到強化硬化，強度大幅度提高。比如經過模具內的冷卻淬火，沖壓件強度可以達到1500 MPa，強度提高了250%以上，因此該項技術又被稱為“沖壓硬化”技術。實際生產中，熱沖壓工藝又分為兩種，即直接工藝和間接工藝。下料后，直接把鋼板加熱然后沖壓成形，主要用于形狀比較簡單變形程度不大的工件。對于一些形狀復雜的或者拉深深度較大的工件，則需要采用間接工藝，先把下好料的鋼板預變形，然后再加熱實施熱沖壓。對高強度鋼板的熱成形技術，我們需要重點關注的是用鋼選擇、熱成形用鋼的表面鍍層、模具設計和熱成形零件的檢測問題。

熱成形用鋼的選擇是保證熱成形零件性能的重要一環。高強度鋼板的熱成形性主要分包括以下形式：深沖成形性、脹形成形性以及延伸凸緣成形性等。一般認為：深沖成形性取決于鋼板塑性應變化的Lankford值；脹形成形性取決于鋼板的延性；而延伸凸緣成形性取決于鋼板的局部變形能和顯微組織均勻性。B在支配延伸凸緣成形性和彎曲成形性的顯微組織均勻化方面起到了重要作用，故一直采用F+B和B單一組織；而且為了實現高強度化目標，也采用了低碳M。馬氏體鋼中的22MnB5鋼的原理與此相符，是典型的熱沖壓材料鋼，它利用鈦和硼微合金化的方法，通過熱成形后急冷獲得高的成形度和極高的強度。目前，熱成形MnB鋼板在歐美和日本主要汽車制造企業已經開始使用，如新型Golf V6車有5個零部件用MnB鋼制成，最新的第六代PASSAT車型有9個這樣的部件。寶鋼開發的熱沖壓成形用含硼鋼的CCT(連續冷卻相變)曲線，經過950℃左右單相奧氏體區的加熱保溫后，當冷卻速度大于15℃/s后，鋼板的組織轉變為全馬氏體組織，其硬度為HV450～500，強度達到1300—1500MPa。

熱成形零件具有的壓潰性能(碰撞后的低的侵入)決定了其很適合用于安全件。熱成形零件的加工通常需要經過激光切割、沖裁孔、點焊、冷成形、裝配以及油漆等工序，因此對熱成形零件需要檢測的內容很多。首先是要對熱成形零件進行力學性能檢測、形狀檢測、厚度分布檢測和引入的內應力檢測，還要根據不同零件的不同要求，采用不同的方法進行實物性能檢測。對于一個合格的熱成形零件，應當滿足高強度、輕量化和安全性的要求，同時還應具備好的強度與韌性結合性、尺寸穩定性、可加工性(幾何尺寸穩定性)、可焊性以及疲勞抗力等。（文/同濟大學：高云凱、高大威、余海燕、鄧有志）