編制說明-《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼 薄板和薄帶 擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》

《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》

編制說明

一、工作簡況

1.1任務(wù)來源

《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是由中國汽車工程

學(xué)會材料分會推薦，武漢上善和中信金屬作為牽頭單位，聯(lián)合國內(nèi)多家主機(jī)廠和鋼

鐵廠共同起草，由中國汽車工程學(xué)會批準(zhǔn)立項(xiàng)，文件號為中汽學(xué)函【2022】023號，

任務(wù)號為2022-03。

1.2編制背景與目標(biāo)

隨著先進(jìn)高強(qiáng)鋼在汽車車身中的應(yīng)用越來越多，發(fā)生邊緣開裂的現(xiàn)象也越來越

多，目前，“預(yù)測和預(yù)防先進(jìn)高強(qiáng)鋼邊緣開裂依然是一個世界性工程難題”，對此還

沒有全行業(yè)認(rèn)可的技術(shù)解決方案。

GB/T24524-2009或ISO16630:2017擴(kuò)孔測試標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱“現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)”）是

汽車用鋼，特別是先進(jìn)高強(qiáng)鋼的應(yīng)用，所繞不開的基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。按照規(guī)定的

測試方法，由于其測量結(jié)果存在較大的不確定性和波動性而廣受非議，因此，擴(kuò)孔

率的精準(zhǔn)測量是鋼鐵行業(yè)和汽車行業(yè)急需解決的共性問題。

本項(xiàng)目提交的《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》要實(shí)現(xiàn)對擴(kuò)孔

率的精準(zhǔn)測量，具有零經(jīng)驗(yàn)要求、結(jié)果可重復(fù)、成本低的特點(diǎn)，同時，兼顧對延遲

開裂等問題的評價。

1.3主要工作過程

本標(biāo)準(zhǔn)來源于2021年3月——8月實(shí)施的上汽大眾先進(jìn)高強(qiáng)鋼邊緣開裂項(xiàng)目，

在此項(xiàng)目中，通過引入固定行程加載精準(zhǔn)的測量了材料的擴(kuò)孔率，并得到項(xiàng)目相關(guān)

方的高度認(rèn)可。

2021年6月，采用新試驗(yàn)方法，完成來自四家鋼廠、相同牌號的鍍鋅DP780擴(kuò)

孔率的比對試驗(yàn)。

2021年7月，采用新試驗(yàn)方法，完成含鈮和不含鈮、帶鍍鋅和不帶鍍層的DP780

擴(kuò)孔率的比對試驗(yàn)。

1

2021年4月——7月，武漢上善和中信金屬，就如何預(yù)測AHSS邊緣開裂的問

題，一同走進(jìn)國內(nèi)主流的鋼廠和主機(jī)廠，進(jìn)行過深入的技術(shù)交流，廣泛聽取了各方

的反饋意見。

2021年8月，武漢上善和中信金屬，聯(lián)合近20家相關(guān)單位，就申請《汽車用

先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》CSAE團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，召開了第一次網(wǎng)絡(luò)視頻

會議，就相關(guān)條款進(jìn)行了充分的討論，吸收了各方合理的意見和建議，并形成了會

議紀(jì)要。

2021年9月，就東風(fēng)商用車和上汽大眾提出的合理化建議，進(jìn)行了充分的試驗(yàn)

驗(yàn)證，據(jù)此，重新修訂了《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》，克服

了之前存在爭議的內(nèi)容，因此，正式向中國汽車工程學(xué)會提交《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼

薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》CSAE團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的申請。

2021年12月到2022年6月，武漢上善、中信金屬、寶鋼聯(lián)合完成了

DP1180GA/GI/CR的延遲開裂擴(kuò)孔評價，證明了此評價方法與實(shí)際生產(chǎn)的一致性。

2022年7月到2022年10月，采用新方法完成了各鋼廠材料的擴(kuò)孔率測試，系

統(tǒng)的驗(yàn)證了本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際操作的可行性和有效性。

2022年11月，就申請《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》CSAE

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，召開了第二次網(wǎng)絡(luò)視頻會議，就新增條款進(jìn)行了充分的討論，并形成了

會議紀(jì)要。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容

2.1標(biāo)準(zhǔn)制定原則

在充分總結(jié)和研究GB/T24524-2009《金屬材料薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》

和ISO16630:2017《Metallicmaterials—Sheetandstrip—Holeexpandingtest》的

基礎(chǔ)上，本標(biāo)準(zhǔn)對現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的裂紋終止判定和裂紋達(dá)標(biāo)判定，制定了詳細(xì)的技術(shù)規(guī)

定，以規(guī)避測試結(jié)果的不確定和波動性，確保不同的工程師采用此標(biāo)準(zhǔn)可以得到穩(wěn)

定的測量結(jié)果。

2.1.1通用性原則

本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍是厚度為1.2mm～3.0mm、抗拉強(qiáng)度不低于590MPa的汽車

用鋼的擴(kuò)孔率測試。在適應(yīng)范圍之內(nèi)，本標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)得起實(shí)踐考驗(yàn)的，在適應(yīng)范圍之

外，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)存在技術(shù)缺陷，但本標(biāo)準(zhǔn)并不排除現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，其它金

屬材料和厚度亦可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2

2.1.2指導(dǎo)性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法能為材料擴(kuò)孔率的精確測定提供指導(dǎo)作用。目前使用的GB/T

24524-2009和ISO16630:2017由于測量結(jié)果的不確定性和波動性而廣受爭議。

2.1.3協(xié)調(diào)性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法，全面繼承了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的外殼和基礎(chǔ)技術(shù)思想，但對其內(nèi)核

進(jìn)行了全面的中國化改造，本標(biāo)準(zhǔn)作為一種更便捷、精確度更高、更高效的方法，

避免了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)缺陷。

2.1.4兼容性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的擴(kuò)孔率測定方法，是在常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備和常規(guī)操作流程的基礎(chǔ)上，

實(shí)現(xiàn)對材料擴(kuò)孔率的精確測定，具有普遍適用性。

2.2標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)共分為10章，規(guī)定了材料抗拉強(qiáng)度不低于590MPa的汽車用鋼擴(kuò)孔率的

試驗(yàn)方法和要求。內(nèi)容包括適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、符號和說明、

試驗(yàn)原理、試驗(yàn)設(shè)備、試樣要求、試驗(yàn)過程、試驗(yàn)結(jié)果計算和試驗(yàn)報告。

2.3關(guān)鍵技術(shù)問題說明

本標(biāo)準(zhǔn)提出的試驗(yàn)方法，其關(guān)鍵技術(shù)規(guī)定為：第一，采用“固定行程加載自動終

止試驗(yàn)”替代“主觀判斷裂紋狀態(tài)人為終止試驗(yàn)”；第二，將“裂紋判斷標(biāo)準(zhǔn)的不確定

性和缺乏可操作性”轉(zhuǎn)化為了“固定行程加載的相對性技術(shù)規(guī)定”；第三，采用“外徑

&初始裂紋”和“內(nèi)徑&貫穿裂紋”同時并存的裂紋狀態(tài)判定與擴(kuò)孔率計算方法；第四，

同時定義了毛刺朝上和毛刺朝下的極限擴(kuò)孔率；第五，增加了沖孔后靜置時間的規(guī)

定。

2.4標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

按照本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)定進(jìn)行擴(kuò)孔試驗(yàn)，可以以零經(jīng)驗(yàn)、零成本的方式實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔

率的精準(zhǔn)測定；根據(jù)外徑&初始裂紋的擴(kuò)孔率測量結(jié)果，可以將先進(jìn)高強(qiáng)鋼邊緣開

裂問題的理論、試驗(yàn)、仿真和實(shí)際生產(chǎn)，構(gòu)成一個完整的邏輯閉環(huán)，以滿足了實(shí)際

工程應(yīng)用的需要，本標(biāo)準(zhǔn)的測試結(jié)果經(jīng)得起工程實(shí)踐的檢驗(yàn)。

2.5標(biāo)準(zhǔn)工作基礎(chǔ)

經(jīng)過多次的對比試驗(yàn)和上汽大眾項(xiàng)目的嚴(yán)苛驗(yàn)證，本標(biāo)準(zhǔn)提出的測量材料擴(kuò)孔

率的試驗(yàn)方法，其結(jié)果具有精度高、可重復(fù)的特點(diǎn)，因此，本標(biāo)準(zhǔn)具有顯著的先進(jìn)

性、通用性、科學(xué)性和可操作性。

3

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

1）試驗(yàn)過程簡單，基于常規(guī)的試驗(yàn)操作，無需采用視頻測試技術(shù)等增加試驗(yàn)

復(fù)雜性的手段，提升了裂紋狀態(tài)判定的客觀性；

2）試驗(yàn)效率高，單一擴(kuò)孔率測定結(jié)果，一般不超過5個試樣即可精準(zhǔn)測定材料

的擴(kuò)孔率；

3）試驗(yàn)結(jié)果可重復(fù)性高，通過裂紋有無控制，保證不同經(jīng)驗(yàn)的工程師的測量

結(jié)果一致性好。

綜上所述，基于常規(guī)的擴(kuò)孔試驗(yàn)條件，以“零經(jīng)驗(yàn)”擴(kuò)孔試驗(yàn)的要求，“新標(biāo)準(zhǔn)”

將實(shí)現(xiàn)對抗拉強(qiáng)度不低于590MPa的汽車用鋼擴(kuò)孔率的精準(zhǔn)測定；將有效提升零件

沖壓成形仿真中預(yù)測邊緣開裂的可靠性；將全面滿足用戶對試驗(yàn)方法的“實(shí)用性、低

成本、效果好、規(guī)范化”的技術(shù)要求，從而，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（GB/T24524-2009和

ISO16630:2017）的技術(shù)突破和技術(shù)領(lǐng)先。

四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

本標(biāo)準(zhǔn)的部分條款（第八部分的8.7、8.3和第九部分的9.3）涉及到本標(biāo)準(zhǔn)的基

礎(chǔ)專利——《一種測定擴(kuò)孔率的試驗(yàn)與計算方法》和必要專利《一種確定有效試樣

以測定擴(kuò)孔率的試驗(yàn)方法》和《一種測定延遲開裂的試驗(yàn)及其評價方法》。

目前，本標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)專利申請已被受理，專利申請?zhí)枮?02110851359X，專利

申請人為肖鋒；本標(biāo)準(zhǔn)的必要專利已被受理，專利申請?zhí)柗謩e為2021115929843和

2022100049614，專利申請人是武漢上善仿真科技有限責(zé)任公司。本標(biāo)準(zhǔn)涉及專利的

內(nèi)容主要是固定行程加載、有效試樣確定和基于外徑&初始裂紋的擴(kuò)孔率計算方法、

靜置時間的規(guī)定。

本標(biāo)準(zhǔn)中涉及的專利，其申請人均已披露，同意在公平、合理、無歧視的基礎(chǔ)

上，有償許可任何組織或者個人在實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)時實(shí)施相關(guān)專利。

五、預(yù)期達(dá)到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用的情況

本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)了對材料擴(kuò)孔率的精準(zhǔn)測量，且試驗(yàn)效率高、成本

低、經(jīng)驗(yàn)要求低。

本標(biāo)準(zhǔn)的制訂，一方面，為實(shí)現(xiàn)沖壓成形仿真中的材料成形卡片對零件邊緣開

裂的預(yù)測和預(yù)防，提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為解決邊緣開裂的世界性工程難題打下了

基礎(chǔ)；另一方面，為防止主機(jī)廠和原材料供應(yīng)商之間可能產(chǎn)生的質(zhì)量異議，提供雙

方均認(rèn)可的測試方法及其評估指標(biāo)。

4

六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的

對比情況，國內(nèi)外關(guān)鍵指標(biāo)對比分析或與測試的國外樣品、樣機(jī)的相關(guān)

數(shù)據(jù)對比情況

1）采用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)肉眼判定與本標(biāo)準(zhǔn)固定行程加載相比，測試材料為DP590，兩

者加載行程只相差0.3mm，均采用內(nèi)徑&貫穿裂紋標(biāo)準(zhǔn)，但擴(kuò)孔率卻相差8.3%；

2）針對抗拉強(qiáng)度不低于590MPa的汽車用鋼，固定行程加載的控制精度可以到

達(dá)0.1mm，可以對裂紋有無做出明確的區(qū)分；

3）裂紋有、裂紋無和中間狀態(tài)，三種情況擴(kuò)孔率幾乎接近，即中間狀態(tài)實(shí)際上

為三者的平均值。

七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，

特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

本標(biāo)準(zhǔn)符合國家有關(guān)法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求，與現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)、

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

尚無。

九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明

本標(biāo)準(zhǔn)為中國汽車工程學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)，屬于團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，供協(xié)會會員和社會有償使用。

十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

嚴(yán)格按照本標(biāo)準(zhǔn)提出的試驗(yàn)方法對材料的擴(kuò)孔率進(jìn)行檢測，對試驗(yàn)人員進(jìn)行理

論學(xué)習(xí)和操作培訓(xùn)，保證檢測方法操作的準(zhǔn)確性。

十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

十二、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)

無。

標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2022年12月02日

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《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》

編制說明

一、工作簡況

1.1任務(wù)來源

《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是由中國汽車工程

學(xué)會材料分會推薦，武漢上善和中信金屬作為牽頭單位，聯(lián)合國內(nèi)多家主機(jī)廠和鋼

鐵廠共同起草，由中國汽車工程學(xué)會批準(zhǔn)立項(xiàng)，文件號為中汽學(xué)函【2022】023號，

任務(wù)號為2022-03。

1.2編制背景與目標(biāo)

隨著先進(jìn)高強(qiáng)鋼在汽車車身中的應(yīng)用越來越多，發(fā)生邊緣開裂的現(xiàn)象也越來越

多，目前，“預(yù)測和預(yù)防先進(jìn)高強(qiáng)鋼邊緣開裂依然是一個世界性工程難題”，對此還

沒有全行業(yè)認(rèn)可的技術(shù)解決方案。

GB/T24524-2009或ISO16630:2017擴(kuò)孔測試標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱“現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)”）是

汽車用鋼，特別是先進(jìn)高強(qiáng)鋼的應(yīng)用，所繞不開的基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。按照規(guī)定的

測試方法，由于其測量結(jié)果存在較大的不確定性和波動性而廣受非議，因此，擴(kuò)孔

率的精準(zhǔn)測量是鋼鐵行業(yè)和汽車行業(yè)急需解決的共性問題。

本項(xiàng)目提交的《汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼薄板和薄帶擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》要實(shí)現(xiàn)對擴(kuò)孔

率的精準(zhǔn)測量，具有零經(jīng)驗(yàn)要求、結(jié)果可重復(fù)、成本低的特點(diǎn)，同時，兼顧對延遲

開裂等問題的評價。

1.3主要工作過程

本標(biāo)準(zhǔn)來源于2021年3月——8月實(shí)施的上汽大眾先進(jìn)高強(qiáng)鋼邊緣開裂項(xiàng)目，

在此項(xiàng)目中，通過引入固定行程加載精準(zhǔn)的測量了材料的擴(kuò)孔率，并得到項(xiàng)目相關(guān)

方的高度認(rèn)可。

2021年6月，采用新試驗(yàn)方法，完成來自四家鋼廠、相同牌號的鍍鋅DP780擴(kuò)

孔率的比對試驗(yàn)。

2021年7月，采用新試驗(yàn)方法，完成含鈮和不含鈮、帶鍍鋅和不帶鍍層的DP780

擴(kuò)孔率的比對試驗(yàn)。

1

圖2連接基座失效典型曲線

圖3被連接件失效典型曲線

3.3.2推薦扭矩的計算方法驗(yàn)證

按標(biāo)準(zhǔn)草案中7.2的方法，處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)及曲線，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

7

167.樣品制“7.6.3當(dāng)圖7.6.3當(dāng)圖紙要中鑄協(xié)已按修改意見修

備紙要求表面粗求表面粗糙度Rz改

糙度Rz＞0＞0時，切割表面

時：切割表面的制作應(yīng)滿足以

的制作應(yīng)滿足下要求

以下各項(xiàng)要

求”刪除“各

項(xiàng)”

177.樣品制“7.7.2樣品7.7.2樣品拋光中鑄協(xié)已按修改意見修

備拋光后的表面后的表面粗糙度改

粗糙度（即參（即參數(shù)[Rz]數(shù)

數(shù)[Rz]數(shù)值），值），按GB/T

按GB/T6060.1、GB/T