【骨干成员】

毛新平 宝钢股份中央研究院副院长，中国工程院院士
王一德北京科技大学教授，中国工程院院士
唐 荻 北京科技大学教授
米振莉 北京科技大学研究员
汪水泽 宝钢股份中央研究院武汉分院首席科学家
黄明欣香港大学副教授
【研究背景】
近年来，我国汽车工业持续高速发展，给社会能源供给和环境保护带来巨大影响。现有研究表明乘用车自重每下降10%，油耗和排放均降低6-8%，轻量化是实现汽车节能减排的最有效措施；但轻量化必须保证安全性，先进高强钢是既可以实现轻量化又可有效提升安全性的性价比高的汽车材料。绿色化、高性能化已成为汽车用钢铁材料的最重要的发展趋势，开发新型高强韧汽车轻量化钢铁材料以及评价其应用性能是当前全球汽车钢领域的研究热点。
【研究目标】
重点开展汽车轻量化先进钢铁材料的开发与应用的研究工作。采用目前最先进的材料设计思想和方法，融合材料集成计算和数字化技术，实现材料研发由传统的“经验+实验”的试错法模式向“计算+验证”的模型预算模式转变；探索先进钢铁材料制造新工艺，突破现有技术路线，实现制造过程的绿色化，智能化；基于汽车行业需求，开展典型产品的应用示范，推动汽车用先进钢铁材料的轻量化步伐和选材升级。
【主要研究内容】
1. 先进短流程汽车用先进高强钢开发与应用研究
2. 基于材料设计的汽车用特殊钢全流程数字化工艺集成仿真
3. 开发新型高强韧汽车轻量化钢铁材料
4. 汽车钢强韧性机理、相变机理及延迟断裂机理等技术研究
【重要研究进展】

1. 基于先进短流程的绿色低成本汽车用先进高强钢的开发与应用
针对汽车行业轻量化、绿色化和低成本化的实际需求，基于薄板坯连铸连轧流程，开发出1500 MPa级热成形钢和600 MPa级双相钢系列产品，产品最小厚度达到1.0 mm，用于替代现有的同类型传统冷轧产品，制造过程能耗降低约70%，对环境的影响指数降低约55%（LCA评价），同时制造成本也大幅度降低，绿色和低成本的效果显著。相关产品已经通过汽车主机厂的认证。

汽车用高强钢制造工艺流程对比
短流程热成形钢在汽车上的应用 短流程双相钢制成的汽车零部件
2. 基于材料设计的汽车用特殊钢全流程数字化工艺集成仿真
针对汽车用特殊钢的典型产品（如帘线钢、合金弹簧钢等）搭建全流程数字化工艺集成仿真平台。从用户对材料性能需求出发，通过探索材料成分，组织结构，工艺参数与材料性能的对应关系，提出成分及工艺的优化的方案。完成全流程数字化工艺仿真平台的建设和数字化模型研发，实现炼钢、连铸、加热、轧制、冷却等工艺流程的数字化。通过与生产实际对接，打通从炼钢到冷却的全链条工艺参数和过程质量的数字化模拟，实现数字模型与实体对象完美结合，建立高效的材料研发平台，从而缩短产品研发周期、提高产品质量稳定性、提升产品个性化定制能力。
数字化工艺集成仿真平台实施流程及框架



团队成果