【技术实现步骤摘要】
本申请涉及钢材，尤其是涉及一种高弹性模量低密度高强度钢及其制备方法和汽车。
技术介绍
1、汽车轻量化是汽车技术发展的主要方向之一。当汽车整车的重量降低时，汽车的燃油效率、油耗量以及驾驶安全性能等指标会得到一定的改善。比如，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%~8%。汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3~0.6升。汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。而在驾驶方面，汽车轻量化后其加速性能也将得到提高，而在碰撞时由于惯性小，制动距离也将减少。此外，车辆每减轻100公斤，二氧化碳排放可减少约5克/公里。
2、高强度钢材的应用是实现汽车轻量化的有效途径之一，近年来高强度钢材的技术发展迅速，一系列具有超高强度和优异成形性能的钢种在汽车上得到大量应用，通过提高材料强度、减薄零件厚度（即“提强减薄”）可以实现汽车的高安全性能和轻量化。
3、尽管“提强减薄”可以在一定程度上促进汽车的轻量化，但是零件的厚度在减薄方面往往受到了一定的限制。当零件需要保持合适的本体厚度时，厚度的减薄就难以进一步促进汽车轻量化的发展。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种高弹性模量低密度高强度钢材及其制备方法和汽车。
2、一种高弹性模量低密度高强度钢材，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材包括如下元素组成：c 0.05%~0.4%、si 0~1.5%、mn 0~3%、al 4%~15%、p 0~0.01%、s0~0.005%、nb 0~0.5%、v
3、上述高弹性模量低密度高强度钢材中，通过对元素组成进行配比，在引入较高al含量的基础上，可以有效降低钢材的密度，促进钢材的轻量化。同时，在上述高弹性模量低密度高强度钢材中，通过在钢基体组织中分布纳米增强相颗粒，可以改善钢材的弹性模量，使钢材的弹性模量保持在较高的水平。另外，在上述高弹性模量低密度高强度钢材中，通过各元素组成之间的配合，使得钢材具有较高的强度，进而使上述钢材能够兼顾较低的密度、较高的弹性模量以及较高的强度。
4、进一步地，在上述高弹性模量低密度高强度钢材中，通过各元素组成的配合，使得钢材在较低的密度、较高的弹性模量以及较高的强度三个方面得到了较好的兼容，可以解决传统的高c-mn-al元素的低密度钢难以产业化应用、高al低密度钢弹性模量低的问题，有利于拓宽轻量化钢材的使用范围。
5、在一些实施方式中，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材的元素组成中，al 5%~8%。
6、在一些实施方式中，所述纳米增强相颗粒占所述微观结构的体积百分数为3%~10%。
7、在一些实施方式中，所述纳米增强相颗粒占所述微观结构的体积百分数为4%~8%。
8、在一些实施方式中，nb、v以及mo的质量百分数之和为0~0.5%。
9、在一些实施方式中，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材的元素组成中，c 0.1%~0.15%、si 0.5%~1%、mn 1%~1.5%。
10、在一些实施方式中，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材的元素组成中，c 0.15%~0.25%、si 0.5%~1%、mn 2%~2.5%。
11、在一些实施方式中，所述高弹性模量低密度高强度钢材的抗拉强度rm≥590mpa。
12、在一些实施方式中，所述高弹性模量低密度高强度钢材的屈服强度rp0.2≥340mpa。
13、在一些实施方式中，所述高弹性模量低密度高强度钢材的断后伸长率a≥25%。
14、在一些实施方式中，所述高弹性模量低密度高强度钢材的弹性模量e≥200gpa。
15、在一些实施方式中，所述高弹性模量低密度高强度钢材的密度ρ≤7.3g/cm3。
16、一种所述高弹性模量低密度高强度钢材的制备方法，包括依次进行的原料熔炼、连铸、热轧、冷轧以及镀锌。
17、一种汽车，包括所述高弹性模量低密度高强度钢材和所述制备方法制备的高弹性模量低密度高强度钢材中的至少一种。
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1.一种高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材包括如下元素组成：C 0.05%~0.4%、Si 0~1.5%、Mn 0~3%、Al 4%~15%、P 0~0.01%、S 0~0.005%、Nb 0~0.5%、V 0~0.5%、Mo 0~0.5%、M 0~8%，其余为Fe和不可避免的杂质，所述M包括Ti、Ni、Cr、B以及N中的至少一种；所述高弹性模量低密度高强度钢材的微观结构包括钢基体组织和位于所述钢基体组织中的纳米增强相颗粒；所述纳米增强相颗粒包括TiB2和BN中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材的元素组成中，Al 5%~8%。
3.根据权利要求1所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，所述纳米增强相颗粒占所述微观结构的体积百分数为3%~10%。
4.根据权利要求3所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，所述纳米增强相颗粒占所述微观结构的体积百分数为4%~8%。
5.根据权利要求1~
6.根据权利要求1~4中任一项所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材的元素组成中，C 0.1%~0.15%、Si 0.5%~1%、Mn 1%~1.5%。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材的元素组成中，C 0.15%~0.25%、Si 0.5%~1%、Mn 2%~2.5%。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，所述高弹性模量低密度高强度钢材的抗拉强度Rm≥590MPa；和/或，
9.一种权利要求1~8中任一项所述的高弹性模量低密度高强度钢材的制备方法，其特征在于：包括依次进行的原料熔炼、连铸、热轧、冷轧以及镀锌。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1~8中任一项所述的高弹性模量低密度高强度钢材和权利要求9所述的制备方法制备的高弹性模量低密度高强度钢材中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材包括如下元素组成：c 0.05%~0.4%、si 0~1.5%、mn 0~3%、al 4%~15%、p 0~0.01%、s 0~0.005%、nb 0~0.5%、v 0~0.5%、mo 0~0.5%、m 0~8%，其余为fe和不可避免的杂质，所述m包括ti、ni、cr、b以及n中的至少一种；所述高弹性模量低密度高强度钢材的微观结构包括钢基体组织和位于所述钢基体组织中的纳米增强相颗粒；所述纳米增强相颗粒包括tib2和bn中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，以质量百分数计，所述高弹性模量低密度高强度钢材的元素组成中，al 5%~8%。
3.根据权利要求1所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，所述纳米增强相颗粒占所述微观结构的体积百分数为3%~10%。
4.根据权利要求3所述的高弹性模量低密度高强度钢材，其特征在于，所述纳米增强相颗粒占所述微观结构的体积百分数为4%~8%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹广祥，赵隆卿，庄厚川，张华，常悦彤，巨萌，宋起峰，邓飞，刘丰宁，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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