“目前高強度鋼主要應用在汽車(chē)安全件、底盤(pán)及車(chē)身等方面,未來(lái)其應用肯定會(huì )越來(lái)越廣。汽車(chē)輕量化不是用鎂鋁合金代替鋼材,而是綜合利用即‘把最好的材料用在最合適的地方’?!苯?,北汽福田汽車(chē)股份有限公司材料所所長(cháng)、副總工程師宋慶源在接受記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
原本以為,作為汽車(chē)主要制造原材料的鋼材,在面對輕量化浪潮和各種新型材料的攻擊下,顯得有些“氣弱”,但在整個(gè)采訪(fǎng)過(guò)程中,記者發(fā)現鋼材在未來(lái)汽車(chē)制造中仍具有不可取代的地位,尤其是高強度鋼在汽車(chē)安全性能、節能減排等方面仍保持很大優(yōu)勢。
汽車(chē)用鋼不會(huì )被完全取代
自從輕量化的概念提出以來(lái),尤其是為實(shí)現輕量化和達到節能減排的目標,鋁合金、鎂合金、碳纖維、工程塑料等新材料逐步被使用,有個(gè)疑問(wèn)一直懸于記者心中:汽車(chē)用鋼材會(huì )逐漸被取代嗎?
采訪(fǎng)中,記者的疑問(wèn)一拋出,就立即得到一致答復:“不會(huì )被取代!”原因很簡(jiǎn)單,對于某些新材料強度能夠達到的部分或零部件是可以采用新材料的,但是對一些新材料強度達不到的部分,高強度鋼的地位是難以撼動(dòng)的,因為汽車(chē)必須保證安全。
奇瑞汽車(chē)股份有限公司材料工程部主管材料工程師李軍告訴記者,與鎂合金、鋁合金及復合材料等其他汽車(chē)輕量化候選材料相比,高強度鋼板具有以下優(yōu)點(diǎn):首先,原材料價(jià)格低,經(jīng)濟性好;其次,綜合性能優(yōu)越,易實(shí)現零部件的強度和剛度要求; 第三,可直接利用現有的(沖壓)成形、焊接、涂裝和總裝生產(chǎn)線(xiàn),大大節約了設備投資成本。同時(shí),與普通低強度鋼板相比的優(yōu)勢有:可吸收較高的能量,提高汽車(chē)的安全性;更高的靜態(tài)強度和疲勞強度,可以實(shí)現汽車(chē)零部件的用材減少,從而實(shí)現輕量化。
記者還了解到,由于先進(jìn)高強度鋼在強度、抗腐蝕性具有一定的相對優(yōu)越性,隨著(zhù)先進(jìn)高強度鋼應用技術(shù)的進(jìn)一步成熟,其必將有利于進(jìn)一步提高汽車(chē)的安全性、環(huán)保性和節能性。因此,先進(jìn)高強度鋼將會(huì )在部分汽車(chē)零部件上有著(zhù)比鋁、鎂合金更大的優(yōu)勢。
同時(shí),李軍還表示,在各種輕量化材料中,高強度鋼板除在輕量化效果略低一些外,在使用性能、成本和節能減排等方面均具有顯著(zhù)優(yōu)勢?!案鞣N汽車(chē)輕量化技術(shù)能否大批量產(chǎn)業(yè)化應用,是由該技術(shù)的‘價(jià)值鏈’、‘技術(shù)鏈’和‘產(chǎn)業(yè)鏈’等因素共同決定的。高強度鋼板應用的‘三條鏈’已被打通,因而已具備廣泛應用與推廣的條件,車(chē)企應用的積極性也非常高?!崩钴娬f(shuō)。
高強度鋼技術(shù)研究成果顯著(zhù)
既然高強度鋼的優(yōu)勢如此明顯,那么其在汽車(chē)上的應用和技術(shù)發(fā)展情況如何?
一家鋼鐵研究院技術(shù)中心工程師跟記者介紹說(shuō),目前對高強度鋼尚沒(méi)有統一的定義,行業(yè)內所說(shuō)的高強度鋼主要是指高強度鋼板,大家普遍認可的定義是按照屈服強度級別來(lái)劃分,可分為高強度鋼(210MPa≤屈服強度≤550MPa)和超高強度鋼(屈服強度≥550MPa)?!拔覀兘┠陙?lái)開(kāi)發(fā)的第三代先進(jìn)汽車(chē)用鋼按強度級別可歸于高強度鋼的范疇。當前國內生產(chǎn)先進(jìn)汽車(chē)高強度鋼的企業(yè)有寶鋼、武鋼、鞍鋼、本鋼、首鋼等,但不能滿(mǎn)足全部市場(chǎng)需求且競爭不夠充分?!边@位工程師表示。
針對高強度鋼的未來(lái)發(fā)展趨勢,李軍認為,目前高強度鋼的技術(shù)發(fā)展方向主要有兩個(gè):一個(gè)是冷成型高強度鋼板的性能改善,另一個(gè)是熱沖壓成型鋼的應用技術(shù)開(kāi)發(fā),包括熱沖壓鋼種的開(kāi)發(fā)和熱沖壓工藝的開(kāi)發(fā)?!袄涑尚透邚姸蠕摪宓募夹g(shù)開(kāi)發(fā)主要是第三代汽車(chē)用鋼,是指輕量化和安全性指標高于第一代汽車(chē)鋼、生產(chǎn)成本又低于第二代汽車(chē)用鋼的新一代鋼種,已成為國內外汽車(chē)用鋼的研究熱點(diǎn)?!崩钴姳硎?,“國內的寶鋼和鞍鋼等企業(yè)在第三代汽車(chē)用Q&P鋼的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面已走在國際前列,并通過(guò)相關(guān)汽車(chē)廠(chǎng)家認證。此外,鋼鐵研究總院還開(kāi)發(fā)中錳第三代汽車(chē)用鋼,正在開(kāi)展相關(guān)性能的驗證工作?!?/p>
同時(shí),李軍進(jìn)一步介紹到,熱沖壓高強度鋼的開(kāi)發(fā)方向主要是強度和韌性的優(yōu)化和新型涂層鋼板的開(kāi)發(fā)。此外,熱沖壓的工藝、裝備和模具等方面近幾年的進(jìn)步也很大,使得熱沖壓零部件的成本進(jìn)一步降低,國內的用量也在增多,對于提升自主品牌乘用車(chē)的安全性能和降低整車(chē)重量都有重要貢獻。
高強度鋼相關(guān)企業(yè)需積極調整應對挑戰
高強度鋼板的性能、成本等方面的綜合因素決定了其仍是目前市場(chǎng)上最受歡迎的輕量化材料,也是中低端乘用車(chē)輕量化材料的首選?!皣H主流乘用車(chē)的車(chē)身高強度鋼比例已普遍達到近60%,日韓系在50%左右,歐系部分車(chē)型甚至超過(guò)70%,國內自主品牌乘用車(chē)目前也達到50%以上,部分在售車(chē)型和在研車(chē)型也都基本達到60%。預計在未來(lái)3~5年內,車(chē)身高強度鋼板的用量將達到65%~70%,且超高強度鋼和熱沖壓高強度鋼的比例會(huì )進(jìn)一步增加?!崩钴娦判氖愕馗嬖V記者。
正如宋慶源所說(shuō)“把最好的材料用在最合適的位置”,未來(lái)乘用車(chē)的主流用材趨勢將是“以鋼為主,多材料混合”的結構,對于一些中高端車(chē)型,鋼材的應用比例會(huì )有所下降,但整個(gè)汽車(chē)市場(chǎng)對高強度鋼的需求總量還是會(huì )持續增長(cháng)的。
李軍認為高強度鋼板未來(lái)的應用方向主要是在現有車(chē)身結構、安全件、底盤(pán)件的基礎上進(jìn)一步擴大應用; 新的應用增長(cháng)點(diǎn)則在車(chē)身覆蓋件和內外飾座椅系統等方面?!案邚姸蠕撁媾R的挑戰肯定是有的,主要是其他新材料(如碳纖維復合材料、鋁合金等)技術(shù)的發(fā)展及用量提高后,應用的成本會(huì )進(jìn)一步降低。因此高強度鋼材料本身也需要不斷地改進(jìn)去迎接其他材料的挑戰,在競爭中求發(fā)展?!崩钴姳硎?。
隨著(zhù)“更安全、更節能、更環(huán)?!崩砟畹陌l(fā)展及新材料更大規模的來(lái)襲,高強度鋼的調整和提升已成必然,這是整個(gè)汽車(chē)行業(yè)都需要努力的,因此,記者認為高??蒲袡C構、原材料廠(chǎng)商、零部件企業(yè)、整車(chē)廠(chǎng)需要聯(lián)合起來(lái),集中力量攻克難關(guān),做好必要的技術(shù)儲備。
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