2.1.4 低合金高强度钢

低合金高强度钢（High-Strength Low Alloy Steel，HSLA）是在低碳钢成分的基础上添加Nb、Ti、V等合金元素，利用这些元素的弥散析出达到析出强化和细晶强化的效果，在提升钢强度的同时可获得较好的伸长率。

低合金高强度钢板目前无论是生产还是使用都已经比较成熟，品种也已经形成系列，按照最小屈服强度大体分为260MPa、300MPa、340MPa、380MPa、420MPa、460MPa、500MPa、550MPa、600MPa、800MPa等几个级别，按照生产工艺的不同可分为热轧、冷轧和热镀锌三大类产品。

析出强化是比较优良的一种强化方法，二相粒子除了具有析出强化作用外还可以细化晶粒，因此，在提高强度的同时基本不降低伸长率，有利于钢板的综合力学性能的改善。与同等强度的固溶强化钢相比，碳当量降低，加之二相粒子的细晶作用，可以有效减少焊接造成的晶粒粗大，有利于改善焊接性，常用的合金元素有Nb和Ti。

目前，各大主流汽车板材生产厂家基本具备500MPa及以下的低合金高强度钢生产能力，供货规格覆盖0.5～2.5mm不同厚度的产品。

1）强化机理。对于低合金高强度钢，强度的提升主要通过细晶强化和析出强化两种机制实现。通过在低碳钢成分的基础上添加Nb、Ti、V等合金元素后，微合金元素与钢中碳、氮形成多种化合物，起到析出强化作用。同时轧制过程中会在位错、亚晶界、晶界上析出碳氮化物阻碍奥氏体动态再结晶，细化晶粒，其中尤以Nb元素效果最为明显。

低合金高强度钢产品的性能与微合金元素化合物的数量、形态、尺寸息息相关，且其析出规律十分复杂。随着微合金元素含量、产品强度级别的提升，其性能波动也相应增加，性能稳定性控制成为低合金高强度钢生产过程中的一大难点。目前钢厂主要通过提高微合金元素的控制水平，减少Ti的烧损（保证有效Ti），热轧、冷轧一体化工艺设计以实现析出物、产品性能的稳定控制。

2）组织及力学性能。低合金高强度钢典型的金相组织为铁素体+珠光体，图2-13为低合金高强度钢H340LA产品典型的金相组织及力学性能曲线。

图2-13 H340LA典型金相组织及力学性能曲线

图2-13 H340LA典型金相组织及力学性能曲线（续）

3）焊接、疲劳性能。图2-14为典型的低合金高强度钢HC340LA产品的可焊性工艺窗口，低合金高强度钢产品因合金元素含量低，焊接性能优良。

图2-14 HC340LA-1.2mm可焊性工艺窗口

典型低合金高强度钢HC340LA疲劳寿命曲线如图2-15所示，疲劳性能如表2-2所示。

表2-2 HC340LA-1.2mm疲劳性能

低合金高强度钢有较高的强度、良好的焊接性能和冷冲压成形性能，广泛应用于汽车的结构件及加强件，如汽车A柱上部加强件、内侧B柱、车门槛加长件、左右纵梁外板和底盘、座椅部件等领域，发展前景广阔。这些零件需要钢板有较高的强度，适中的伸长率和良好的点焊性，对成形性的要求相对较低。

图2-15 HC340LA-1.2mm的疲劳寿命曲线