全熱成型硼鋼相比普通高強度熱成型鋼材質具有怎樣的優勢？

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沃爾沃新 XC90 的宣傳中提到整個籠式車身都使用了熱成型硼鋼。
新聞來源：全新蛻變新一代沃爾沃XC90 8月27日發布

新一代XC90將引入沃爾沃全新的可伸縮性平台架構，SPA平台打造。這個平台最大的優勢就是合理的輕量化設計，通過大量輕質合金（諸如硼鋼材質）來替代傳統的鋼製材質，在不犧牲性能和安全性的前提下大幅度減重。整車預計減重150公斤，將大大提升燃油經濟性。

熱成型硼鋼車身具有哪些特徵可以比普通鋼材質車身在保證強度的條件下減重？
熱成型硼鋼的成本相比普通鋼材質車身有多大程度的提升，以至於不能絕大部分車企都大量採用該材質？

-------謝邀，沒有具體接觸過這個，查了一些資料，有不對的地方請指證-------

1.熱成型硼鋼車身具有哪些特徵可以比普通鋼材質車身在保證強度的條件下減重？

答：屈服強度！熱衝壓硼鋼板(Boron Steel)的典型化學成份為約0.221% C、1.211% Mn、0.258% Si，加入微量的B、P、Ti等元素。對比下表，可以發現，硼鋼的屈服強度，是一般的高強度鋼材的3-4倍。正是由於這個特性，達到要求強度所需的硼鋼比一般的高強度鋼材少，從而減輕重量。典型案例艾瑞澤7，應用於A柱、B柱、門防撞板、前擋板加強橫樑等7個零部件，熱成型應用總體實現減重8.6kg，顯著提高整車的安全性。新速騰B柱由於採用了熱成型鋼板則不再需要加強梁，在保證強度的情況下，減少5個零件，減重約4.5公斤。

在邁騰車身上，熱成型鋼板主要應用於前地板和車門加強梁以及A柱、B柱等重要部位，在發生撞擊時，尤其在側面撞擊時，可有效減少座艙形變，保護駕乘人員的安全。據一汽-大眾車身工程師介紹，在同等車身強度前提下，這種強度更高的熱成型鋼板質量反而較輕，可以使車身減少20多公斤的重量，使得整車動力性和燃油經濟性有更佳的表現。浙江日報

下圖是標緻的B柱的結構，通常用熱成型鋼的厚度是普通高強度鋼的一半。

北美版第六代Jetta的材料分布示意圖，紅色就是熱成型鋼。

2.熱成型硼鋼的成本相比普通鋼材質車身有多大程度的提升，以至於不能絕大部分車企都大量採用該材質？

答：成本提高多少，這個確實不清楚，但是從下面這個描述我們可以看出來，造成熱成型鋼貴的原因：1.原材料是專利產品。2.熱成型生產線少，全球應該也就100多點條，國內就更少了。再加上性能提高3-4倍，我想成本應該提高在8-10倍以上（純猜測）。

熱成型鋼材所使用的是一種特殊級別的硼鋼，在加工時需要在800~1200噸的壓力機中採用較大壓力一次衝壓成形，最為困難的是在壓力機中還需要配置複雜的水循環冷卻系統，讓鋼在模具中由約950°C快速冷卻至200°C左右，這需要大量的能源和設備投入。熱成型鋼板的原材料為歐洲鋼鐵巨頭帝森-克虜伯和安賽洛-米塔爾的專利產品，所有鋼板均需從歐洲進口，目前中國也僅在長春和上海有兩條生產線可以加工熱成型鋼板。但隨著熱成型技術越來越得到重視，相關的生產線正在逐漸增多，在近期將有望超過10條的生產線投入生產。

噗，首先想到澳洲的沃爾沃就如中國的奧迪，每個成功人士家裡都有一輛。

回到問題：

熱成型硼鋼車身具有哪些特徵可以比普通鋼材質車身在保證強度的條件下減重？

車的結構本身沒什麼特別的，特色在於材料。硼鋼這東西是當前汽車工業中強度（ultimate tensile strength)所能達到的最高的材料。

很小含量的硼為什麼能大幅增強鋼的強度卻是讓我更感興趣的問題。

鋼的強化中最常用的方法是淬火，利用快速冷卻使鋼轉換至高強度的晶體結構狀態。

硼在鋼中的作用並不是本身提供強度，而是對於淬火效果的維持起到極大的效益，因為在熱處理過程中它可以大大延緩鋼材從高強度晶體狀態轉換到低強度晶體狀態的速率。

熱成型硼鋼的成本相比普通鋼材質車身有多大程度的提升，以至於不能絕大部分車企都大量採用該材質？

一般高強度鋼材的4倍強度。

不普便使用是因為材料加工費用貴20%（因為高強度必然導致加工性差，很難切割和拉直。），且相關配套用的固定螺釘都需要特製，另一筆多出來的成本費用。The Whale Test

前面有引擎與安全氣囊，後面有車屁股做緩衝，不需要那麼高的強度。

上圖即是Volvo XC90的車體結構圖，紅色的部分是硼鋼。可以看到基本都用於車體側翼沒有防護的安全薄弱區域。

還有一個常常被忽視的問題是救援問題，答題的時候我在網上找到份給施救人員指導的「如何切開硼鋼結構的車體將被困人員救出來的指導手冊」，可見此硼鋼給救援人員已經帶來過不少麻煩了以至於需要一個專門的解決方案來應對。為了更好安全性而使用的材料反而給人身造成了潛在的生命風險，其實還是有點小小諷刺的。

P.S 最原始答案中我混淆了強度(ultimate tensile strength),硬度(hardness)與淬硬性(hardenability)這些指標的使用，在此感謝評論中毛毛和張凡指出。在工業結構選擇中考慮的指標和材料研究中關注的指標是有所不同的；雖然同系列金屬抗拉強度和壓入硬度一般是正相關的，常常用不損耗金屬的硬度測試來推算其強度，但這些指標畢竟是完全不同的概念，希望大家要記得這一點。

首先謝邀。

這種專業性很強的問題，想必題主肯定也是在搞科研方面的內容（金屬材料偏冷門在知乎看到同行不易啊）

我對熱成型方面也不是很了解，看到張凡的回答已經非常詳細了，timecoins 的回答與實際應用聯繫的非常密切。先感謝他們。

接到這個問題後我特意諮詢了一下我大學的同學賈學勇，他對硼鋼和熱成型等相關方面研究的非常透徹。由於是電話的請教的這個問題，我只能查閱一定資料並憑回憶轉述一下他的回答。

主要說一些理論上的事情，實際應用方面上面兩個答案已經很詳細了

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熱成形技術原理是把特殊的高強度硼合金鋼熱使之奧氏體化，隨後將紅熱的板料送入有冷卻系統的模具內衝壓成形，同時被具有快速均勻冷卻系統的模具冷卻淬火，鋼板組織由奧氏體轉變成馬氏體，因而得到超高強度的鋼板。

採用全熱成型硼鋼相對於普通高強度熱成型鋼材有以下優點：

1. 整個籠式安全車身均由熱成型硼鋼打造，帶來最全面的保護;

2. 微量的硼加入將使TTT曲線的上半C曲線向右移可有效提高鋼的淬透性，使零件在模具中以適當的冷卻速度獲得所需的馬氏體組織，從而保證零件的高強度水平。而且硼合金鋼板的強度可達到1 500 MP，是普通鋼板強度的3~4 倍，將其應用於汽車車身上不僅可直接減少料厚，減輕車身質量，還可提高車身的被動安全性。

3. 硼在延伸凸緣成型性和彎曲成型性的顯微組織均勻化方面起到了重要作用，利用微量的硼元素，通過熱成型後快速冷卻的方法獲得高的成型性和極高的強度。

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其實同學說了很多內容，但原諒我只能記得這些了。

如有不準確的地方歡迎各位指正，謝謝！

這個問題大家回答得差不多了，提一點我自己的疑問和看法。

考慮到知乎是一個比較嚴謹的平台，我的疑問主要從題主的論題而來

這裡面的普通高強度熱成型鋼板這個說法還是很欠妥，因為熱成型技術的特點，是一種專門用於極高強度（一般指強度超過1000MPa，希望獲得馬氏體組織）鋼板衝壓件的新成型技術。

關於熱成型技術，目前主要採用的是硼鋼。但其實針對於馬氏體鋼，也可以通過錳、硅、硼、鉻、鉬、釩、鎳等元素之間不同的組合來提高其淬透性，而至於為什麼叫硼鋼，有一種理解是其中硼元素的作用最大。

如果指的是熱成型硼鋼和普通高強鋼或普通鋼材的對比的話，那之前大家也解釋得比較清楚了。

22MnB5這種材料成型淬火後屈服強度理論值可達1300Mpa，實際生產中屈服強度一般為1100——1200Mpa。現在新出的熱成型材料屈服強度理論值估計可以達到1500Mpa，不過我暫時還沒有接觸過此類材料。這樣一個熱成型零件可以替換好幾個冷衝壓零件，車身重量也就下來了。

國內已經有很多車型使用熱成型材料，但受限於成本及產能，使用比例不高而已。