材料科學技術：熱沖壓於汽車結構的應用趨勢　＃１

隨著汽車產業不斷發展，熱沖壓技術也在不斷演進。目前，熱沖壓技術已經被廣泛應用于各汽車零件中，包括引擎室、 大樑、A/B/C柱、側結構、四門的防撞鋼樑...等。

隨著電動汽車和混合動力汽車的普及，熱沖壓技術也將在汽車供應鏈中扮演越來越重要的角色；由於電動汽車和混合動力汽車的動力系統與傳統汽車有所不同，因此其所使用的零件也更有挑戰；熱沖壓技術可以提高這些零件的強度與剛性，使有的材料能夠承受更大的強度負荷，以滿足電動汽車和混合動力汽車的特殊需求。

熱沖壓通常是碳錳硼合金鋼；在各地稱呼也有所差異，如下：

美洲術語，Press Hardening Steels (PHS, 沖壓硬化鋼)

亞洲術語， Hot Press Forming Steels (HPF, 熱沖壓)

中國術語， 硼鋼(Boron Steel, 這個名字也可能指其他鋼)，但在汽車工業中硼鋼通常用於PHS

歐洲/韓國術語， Hot Formed Steel (HF，熱成形鋼)

AHSS(先進高強度鋼,Advanced High Strength Steel)系列包括雙相鋼 （DP,Dual phase）、復相 （CP,Complex Phase）、鐵素體貝氏體 （FB）、麻田散鐵（MS 或 MART）、轉化誘導塑性 （TRIP,High-strength, low-alloy steels (HSLA)）、熱成型 （HF） 和孿生誘導塑性 （TWIP,Twinning Induced Plasticity）；這些第一代和第二代 AHSS 皆具有獨特的資格，可滿足某些部件的功能性能要求。(例如，DP和TRIP鋼因其高能量吸收而在汽車的碰撞區中表現出色)。

對於乘客艙的結構元件，馬氏體和硼基熱成形鋼（PHS）等高強度鋼可提高安全性能；最近，對“第三代”先進高強度鋼的開發進行了更多的資助和研究，這些鋼經過特殊合金化和熱機械加工，與現有牌號相比，可實現更高的強度-延展性組合，並有可能以更低的成本實現更高效的連接能力，圖中著名的鋼強度延展性圖最能說明廣泛的性能。

材料經過熱沖壓與焠火熱處理，除了Press加壓造成形體上的改變外，機械性質與微觀結構也會有所變化。在熱沖壓過程中，材料會受到高溫和高壓力的成型後，模具的冷卻迴路會將材料高速降溫，此時晶粒縮小、晶界增加、晶格插排…等生成一種硬度極高的麻田散鐵組織(Martensite)。

熱沖壓的機械性質除了主要取決於被加工的材料製程控制(加工溫度、壓力和時間以及加工後的冷卻方式等)，主要就是其他合金原素添加，如下：

一般來說，合金元素的添加及約當碳量的提升，能是使材料的硬度大大提高，但同時也會使材料的韌性降低，與影響焊接關鍵的電阻值增加；此外，熱沖壓的製程通常會使材料的尺寸精度不易控制，而表面熱處理後表面粗糙度提高，更加劇了汽車熔接控制的困難度。

而對於日新月異的熱沖壓材，美國汽車鋼鐵協會（RWMA）尚無標準可以供依循；舊有的熔接條件設定參考表控制變得相當困難，原因是碳當量的差異影響了熔接的阻抗值，如下：