第3代先進(jìn)高強(qiáng)度汽車用鋼兼有第1代和第2代高強(qiáng)度汽車用鋼微觀組織的特點(diǎn)，首先應(yīng)該是具有高強(qiáng)特點(diǎn)的BCC相和較高組分的具有高強(qiáng)化特性的FCC相的復(fù)合組織，即具備BCC+FCC的復(fù)合組織，并充分利用晶粒細(xì)化、固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化及位錯(cuò)強(qiáng)化等手段來提高其強(qiáng)度，通過應(yīng)變誘導(dǎo)塑性、剪切帶誘導(dǎo)塑性和孿晶誘導(dǎo)塑性等機(jī)制來提高塑性及成形性能。
我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)于第3代高強(qiáng)度汽車用鋼的研究處于國(guó)際前列。2012年，在國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目子課題"第3代高強(qiáng)高韌低合金鋼精細(xì)組織的研究"的支持下，國(guó)內(nèi)開展了第3代先進(jìn)汽車用鋼的研究工作：基于動(dòng)態(tài)相變的熱軋低合金TRIP鋼技術(shù)進(jìn)行合金成分設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化，通過添加微合金化元素或調(diào)整Mn、Si含量,獲得了力學(xué)性能指標(biāo)在第3代先進(jìn)汽車用鋼范圍內(nèi)的細(xì)晶TRIP鋼。
寶鋼于2002年開始涉足超高強(qiáng)鋼的研制開發(fā)，歷經(jīng)10年探索，成功具備了第3代高成形性超高強(qiáng)鋼一一淬火延性鋼的工業(yè)化生產(chǎn)能力。2010年，寶鋼全球首發(fā)第3代Q&P980鋼（淬火配分鋼〕；2013年，全球首發(fā)第3代熱鍍鋅Q&P980鋼。截至目前，寶鋼是全球唯一一家實(shí)現(xiàn)第3代超高強(qiáng)鋼批量穩(wěn)定供貨的企業(yè)，也是目前世界上唯一一家同時(shí)可以工業(yè)化生產(chǎn)第1代、第2代和第3代全系列超高強(qiáng)鋼的鋼鐵企業(yè)。
現(xiàn)階段所有高強(qiáng)鋼研發(fā)工作思路都趨于一個(gè)方向，即生成高強(qiáng)的基體組織和足夠多的奧氏體，同時(shí)奧氏體的穩(wěn)定性是可控的，而在第3代汽車鋼的熱處理選擇上，通常運(yùn)用逆相變和正相變兩種獲得奧氏體相的技術(shù)。在合金元素設(shè)計(jì)時(shí)，常采用更多的奧氏體穩(wěn)定元素，而工藝設(shè)計(jì)則采用特殊工藝細(xì)化基體組織，如通過貝氏體等溫淬火工藝得到納米貝氏體（Nanobainite），通過淬火-配分（Q&P）工藝得到碳配分的馬氏體，通過兩相區(qū)退火工藝得到中錳鋼的超細(xì)晶鐵素體（Ultra-fineFrrite）。以中錳鋼、淬火延性鋼、納米鋼、熱沖壓鋼等為代表的第3代高強(qiáng)度汽車用鋼目前都在研發(fā)之中。
1.中錳鋼
中錳鋼的顯微組織為超細(xì)晶鐵素體和亞穩(wěn)態(tài)奧氏體，其抗拉強(qiáng)度高但伸長(zhǎng)率較差，這主要是由于大部分粗大奧氏體中的錳富集不充分，在隨后冷卻到室溫的過程中轉(zhuǎn)變成了馬氏體。退火溫度過低時(shí)，抗拉強(qiáng)度和加工硬化速率均下降，同時(shí)有試驗(yàn)觀察到極長(zhǎng)的屈服延伸階段，這主要是由于生成了大量的超細(xì)晶鐵素體。而采用中間溫度退火時(shí)，退火組織中出現(xiàn)大量的亞穩(wěn)態(tài)奧氏體，從而使得中錳鋼具有高強(qiáng)度和良好的塑性及加工硬化性，經(jīng)逆相變處理的中錳鋼微觀組織結(jié)構(gòu)，隨著退火時(shí)間〔1ms?12h〕的延長(zhǎng)，奧氏體量逐步增多，可達(dá)到33.7%。
2.淬火延性鋼
淬火一配分工藝是在帶鋼發(fā)生部分馬氏體相變后將其進(jìn)行等溫配分處理，使得碳元素從馬氏體中擴(kuò)散到未轉(zhuǎn)變的奧氏體中，從而提高奧氏體的穩(wěn)定性。Q&P鋼的顯微組織為馬氏體和殘余奧氏體，較低強(qiáng)度級(jí)別的Q&P鋼也含有一定量的鐵素體，其為傳統(tǒng)加Si的TRIP鋼成分。而在同一強(qiáng)度級(jí)別，Q&P鋼與通過貝氏體等溫淬火處理得到的無碳貝氏體TRIP鋼各有優(yōu)勢(shì)。
3.納米鋼
納米鋼公司（NanoSteel）對(duì)其開發(fā)的納米結(jié)構(gòu)鐵基材料進(jìn)行了大力宣傳。前期的報(bào)道曾探討過采用非晶態(tài)（金屬玻璃）合金（包括一些超高合金材料）的低溫結(jié)晶工藝得到納米晶材料，但其研究近況的技術(shù)細(xì)節(jié)尚未向冶金界披露。
4.熱沖壓鋼
熱沖壓鋼多采用C-Mn-B的成分體系，主要用于生產(chǎn)一些不易成形的傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼零件，其室溫組織為高強(qiáng)度的馬氏體。相關(guān)的熱沖壓工藝已確定，但鍍層熱沖壓鋼等的研發(fā)仍很熱門。當(dāng)采用新一代AHSS方法使得帶鋼強(qiáng)度達(dá)到相近級(jí)別（如1500MPa以上）時(shí)，冷成形鋼將極具競(jìng)爭(zhēng)力，因此，很難預(yù)測(cè)熱沖壓鋼的最終發(fā)展。值得關(guān)注的是，在第3代AHSS研發(fā)的推動(dòng)下，一旦合適的過程控制能力得到實(shí)現(xiàn)，同時(shí)結(jié)合各種熱處理新思路，新一代熱沖壓鋼也將得到發(fā)展。目前，Q&P工藝已經(jīng)被運(yùn)用到熱沖壓工藝的研究中。結(jié)果顯示，相比傳統(tǒng)馬氏體組織的熱沖壓零件，經(jīng)Q&P處理后，其伸長(zhǎng)率（斷裂前的能量吸收）得到明顯改善。此外，有較高M(jìn)n含量的合金也能應(yīng)用于熱沖壓的研究中。
5.總結(jié)
本文對(duì)高強(qiáng)度汽車用鋼的發(fā)展與現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。從傳統(tǒng)的第1代高強(qiáng)度汽車用鋼CP、DP鋼等，為汽車的輕量化做出巨大貢獻(xiàn)，并以極快的速度廣泛應(yīng)用于汽車之后，各國(guó)對(duì)未來更高強(qiáng)度鋼板的潛力翹首企盼著，并為開發(fā)第2代及第3代高強(qiáng)度汽車用鋼做出不懈努力。目前研究較為深入的馬氏體鋼與Q&P鋼等成為新一代汽車鋼材。雖然對(duì)于新一代高強(qiáng)度汽車用鋼的研究還未徹底結(jié)束，甚至關(guān)于該鋼種的熱物性（熱物理性質(zhì)）參數(shù)等方面的基礎(chǔ)研究尚屬空白而導(dǎo)致連鑄關(guān)鍵工藝參數(shù)無法確定，但由于未來汽車的需求及環(huán)境形勢(shì)所迫等因素，相信第3代高強(qiáng)度汽車用鋼更為深入的研究以及廣泛應(yīng)用將成為必然趨勢(shì)。