项目背景
高强轻量化是汽车用钢发展方向，随着高强钢和超高强钢在汽车安全件和结构件大量应用，汽车轻量化系数也从2011年的3.38降至现在的2.10，但占据汽车用钢量近1/4的外板用钢却比较单一，主要为IF软钢和BH钢（Rm＜340MPa），现在汽车特别是新能源汽车对于车重的“斤斤计较”，则外板的高强轻量化是不可或缺的。
外板作为汽车外覆盖件，既要有高的抗凹陷性，又要满足个性化造型和高鲜映性的需求，现有两类汽车外板都无法完全满足这种需求，特别是随着车辆大型化，造型复杂化后这种矛盾更加突出：IF软钢抗凹陷性不足，各向异性大，BH钢有时效，无法满足复杂件成形及高鲜映性的需求。针对目前强化机制对于外板的高强化都有一定局限性：固溶强化需要添加大量Si，Mn，P，对于表面质量影响较大；析出强化会大幅提升屈服强度，提高屈强比，影响成形性；相变强化相比例不能精准控制，性能波动大，零件成形后的尺寸精度和回弹难以控制，并且无法满足有翻边扩孔零件（如内嵌式门把手）成形需求；细晶强化屈强比高，并且细晶强化强度提升幅度有限。为此亟需开发一种全新的外板来满足外板高强化的需求。
项目技术概况
首钢在IF软钢基体上利用Nb冶金物理特点，通过Nb微合金化开发出具有细晶组织和PFZ（Precipitation free zone）析出物特征的Uni-FISH系列高强汽车外板。
该外板利用细晶组织特征（晶粒尺寸＜10μm）+尺寸与密度匹配的析出物可实现在小变形下的位错快速增殖，开发了与外板零件成形相匹配的4%-6%成形区间内的高速硬化性能的Uni-FISH高强外板，解决了客户外板减薄后冲压后刚度不足和搬运变形行业难题；该产品组织细小均匀，在冲压过程中晶粒内部和晶界附近的应变量相差较小，有助于变形的均匀过渡和保持表面的平滑，为此具有较低的波纹度（Wsa≤0.25）。
首钢首发的这款340-440MPa级Uni-FISH高强外板，突破了现有IF钢和BH钢外板的强度级别，在成形刚度不降低前提下可实现零件减重5%-7%。同时可以在涂装过程中可以使用免中涂工艺，表面鲜映性达到原外板使用中涂的效果，实现有机物减排30%以上，是一款低碳绿色的外板产品。该款产品并已广泛应用于长城，吉利，日产，比亚迪等外板生产，该钢种相比于现有外板抗凹性提升10%-30%，该钢中无间隙原子，比BH钢具有更高抗时效性，该钢中细小均匀组织和析出物特殊形态使之具高的各向同性（△r≤0.10），高的成形性（r≥2.0），低的波纹度（Wsa≤0.25，可以稳定应用于免中涂生产），极低韧脆转变温度（≤-65℃）这种“四高两低”优势，契合了汽车用材的轻量化和绿色化。
项目推广应用效果
首钢基于汽车外板高强轻量化需求、利用细晶+析出物差异化控制的微观组织调控技术，成功开发了340-440MPa级别的各向同性高强汽车外板。产品适用于汽车外覆盖件，产品具备了高抗凹陷性、高各向同性、高抗时效性、高表面质量、低波纹度、低韧脆转变温度的“四高两低”的产品优势，使汽车外板高强化开辟了一条全新通道，填补了当前在340-440MPa的强度区间汽车外板产品的空白。产品实现了国内首发，并形成了一整套适合产线生产的工艺路径，产品在实现了稳定生产及对汽车外板件的全覆盖，提高了中国钢铁产品的信誉及市场口碑。
基于轻量化和高品质特征的用户技术开发， Uni-FISH外板从用户角度出发，考虑在产及新研发的车型的需求，开发了与外板成形相适应的快速硬化技术最大幅度的降低用户升级成本，实现在产车型的无缝衔接；形成的适应复杂造型零件成形技术，满足了汽车的外板造型的需求；外板高强化后的回弹控制及零件高精度控制技术，为用户解决高强后带来零件装配等的相关控制难点；产品具有的免中涂高鲜艳性的涂装特性，为用户提供了降本降碳绿色的可能。产品在12家主机厂用户实现了认证及稳定批量供货，并在用户使用过程中获得一致好评。
该项目申请了国家商标，申请并授权了国家发明专利，参与了中国汽车工程学会的团标编制
重要事件和节点
2021年4月某车企董事长在视察重庆基地旗下某款畅销SUV时，按压发罩发现有一定变形，希望能提高零件抗凹陷性。鉴于该车型处于量产状态，汽车厂不希望零件造型，模具及材料厚度进行调整，为此找到首钢希望能从材料角度开发一款具有高的抗凹陷性的材料。首钢接到客户需求时，发现这个问题比较棘手：客户不希望调整零件造型和板料厚度，那么只能提高材料强度，但材料初始强度提升又会造成材料与模具的匹配性出现问题，客户需要对模具材质进行调整，模具作为冲压厂的一个关键设备，造价昂贵，制造的周期很长，这都是客户不希望和不能接受的改动。在这种情况下，首钢创造性的提出了能否让材料初始强度与现有外板接近的情况下，通过材料在成形过程中的快速硬化来提高强度及零件的抗凹陷性。
2021年底首钢开发了这款兼具高抗凹陷性及高成形性的高强外板Uni-FISH，这款产品具有高抗凹陷性，高的各向同性，高的抗时效性，高的表面质量，低的韧脆转变温度，低的波纹度“四高两低”的优势。
2022年1月11日首钢在北京组织了Uni-FISH高强外板的首发仪式，包括各大车企，高校，科研院所在内的50余家单位200余人参加了本次发布会。中国汽车工程学会相关领导给出了“首钢首发的Uni-FISH高强外板有望改变汽车外板用钢单一的现状，有望带动汽车行业外板的升级换代”的高度评价。
2022年4月Uni-FISH高强外板通过了长城哈弗H6的四门+发罩的认证，并开始批量商业应用；2022年7月成功注册了SOUNIFISH等八个商标；2022年11月份在国际低合金高强度钢会议进行了专题报告；2023年12月份Uni-FISH高强外板供货量已突破了1万吨；2023年3月，首钢与长城汽车共同举行了UF高强外板在国内汽车厂的首发首用总结会；2023年5月份在重庆举行的汽车轻量化与新材料应用高峰论坛上首钢做了Uni-FISH高强外板的主旨报告，得到了业界的高度评价：“首钢首发的这款UF高强外板以其连续均匀的成形性和高的抗凹陷性有望带动外板的升级换代”；2023年7月申请了中国汽车工程学会团标“《汽车覆盖件用细晶各向同性高强钢技术规范》“；2023年9月在国际汽车轻量化大会上首钢Uni-FISH高强外板进行了主旨报告，得到了主机厂的广泛好评和积极回应；2023年10月份首钢Uni-FISH高强外板实现了对11个外板的全覆盖；截至2023年底，首钢Uni-FISH高强外板已实现对包括自主，合资，传统燃油车和新能源车企在内的12家主机厂188个外板件开展了认证和供货，累计供货超5万吨。
图1 与众不同的Uni-FISH(简称UF钢）
图2 UF钢与现有外板的主要性能对比
图3 UF钢推广与应用
