什么樣的鋼材能讓汽車輕裝前行
發(fā)布時間：
2014-04-16 11:44
在汽車工業(yè)高度發(fā)達與社會日益融合的今天，汽車輕量化是節(jié)省燃油消耗、降低排放最好的途徑之一，同時它還帶來了生產(chǎn)制造過程中的節(jié)能和汽車安全性能的提升。
高強度鋼使用效果明顯
一般而言，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%~8%；汽車整備質量每減少100公斤，整車每百公里油耗可降低0.3~0.6升。截至目前，應用高強度鋼仍然是汽車輕量化最簡便、最有效的途徑。通過應用更多的高強度鋼并配合先進的工藝與制造技術，與普通鋼相比高強度鋼一般可減重10%~15%，同時還提高了燃油經(jīng)濟性、降低二氧化碳排放，提高了被動安全性能。
例如，在大眾帕薩特CC車型上，其高強度鋼應用比例高達81%，其中超高強度鋼應用比例為29%；在新款大眾高爾夫7上，由于大幅度提高了高強度熱成型鋼材的使用比例，僅此一項就使車重降低了37公斤。
同樣，對國內自主品牌乘用車而言，由于多重因素的存在，平均車重比汽車生產(chǎn)先進國家的同類車型重達8%~10%。近年來，國內汽車廠商也正在致力于更多應用高強度與超高強度鋼材，在車身水平上已有很大程度的提升。例如，在上汽集團的某款車型上，在A柱與B柱結構中，8個熱沖壓件與4個輥壓件，使用超高強度鋼后整車共減重15公斤。在韓國浦項鋼鐵為國內長城汽車設計的一款輕量化車身上，高強度鋼的應用比例達65%，其中超高強度鋼占45%，從而使車身重量減輕218公斤，減重比例達26%，相關成本僅提高6%。
FSV即將在未來成為現(xiàn)實
鋼鐵技術專家、北京科技大學教授康永林在談到汽車車身輕量化的潛力時指出，材料輕量化、整車結構輕量化、部件結構輕量化和制造輕量化是汽車用鋼產(chǎn)業(yè)的四個發(fā)展方向。這其中，材料輕量化之中主要就包含了高強度和超高強度鋼的使用。
在談到未來鋼制汽車項目（FSV）成果時康永林說，使用HSS和AHSS高強度與超高強度鋼的比例可達97%，車身重量僅為177公斤，比現(xiàn)有車身結構重量減少39%，與當前先進的鋁制車身結構一樣輕；在生命周期內可實現(xiàn)近70%的排放總量減少；在不增加成本的情況下實現(xiàn)大量節(jié)約；實現(xiàn)五星級安全評級?？涤懒謽酚^估計，這一FSV項目短期內即可應用于生產(chǎn)解決方案之中。
從世界著名鋼鐵公司安賽樂米塔爾所提供的多達60余項的創(chuàng)新汽車鋼材解決方案“S-inmotion”來看，主要仍然是壓力硬化鋼（PHS）和先進高強度鋼（AHSS）的使用。同時，“S-inmotion”還包括在最先進激光拼焊和熱成形技術基礎上改良的汽車白車身、門蓋、底盤輕量化解決方案。安賽樂米塔爾全球研發(fā)副總裁GregoryLudkovsky介紹，通過提高汽車用鋼的韌力強度來使汽車板變薄并實現(xiàn)輕量化是當前的主流發(fā)展趨勢，以C級車為例，“S-inmotion&rsquo”通過優(yōu)化整車43個零部件的重量，可以使車體重量較傳統(tǒng)技術生產(chǎn)的汽車減少約74公斤，減重比例達19%，使整體生命周期內的碳排放減少14%。
高強度、超高強度鋼的更廣應用代表了汽車業(yè)的主流
以往人們對汽車輕量化的認識存在不少誤區(qū)，包括許多人認為輕量化的主要途徑就是減少汽車鋼板的厚度、減輕車重，還有不少人認為鋁、鎂等更輕型金屬材料會逐漸取代鋼的主體地位。對此，GregoryLudkovsky表示，高強度鋼與超高強度鋼與普通鋼鐵的密度是相似的，使用高強度鋼等先進鋼材主要是通過鋼材本身韌力強度提升和更能節(jié)省材料的結構化設計來減少鋼材的使用總量，從而來減輕汽車的重量，并不是單純通過減少汽車鋼板的厚度來實現(xiàn)。同時，相對于目前使用越來越多的鋁、鎂等輕量化材料，Gregory Ludkovsky也提出了不同的看法，鋁、鎂如果想達到鋼結構同樣的強度，所要求的材料厚度和總重量從成本上算并不會比高強度鋼節(jié)省，況且鋁、鎂等材料從礦石到冶煉、精煉的全過程中會消耗比煉鋼更多的能耗，而且也會產(chǎn)生出比煉鋼更多的溫室氣體。以上幾點，決定了以高強度鋼為主的材料仍將是未來汽車生產(chǎn)的應用主體。
確實，從目前的發(fā)展來看，許多高檔車上高強度鋼在白車身上的應用比例已達70%以上，在汽車的加強件、防撞梁以及外覆蓋件等應用中已普遍存在著高強度鋼的身影。目前，最先進的第三代汽車板生產(chǎn)技術，包括強度為1200MPa的超高強度鋼材（AHSS和UHSS）等也已在一些高端車輛上廣泛應用。以沃爾沃汽車公司的車身用材為例，當前其高強度鋼用量整體已在70%以上，其中超高強度鋼占18%，這也許代表了當前世界汽車材料應用的主流。
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