高強(qiáng)度鋼在汽車上應(yīng)用比例將提升

  “目前高強(qiáng)度鋼主要應(yīng)用在汽車安全件、底盤及車身等方面,未來(lái)其應(yīng)用肯定會(huì)越來(lái)越廣。汽車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?,北汽福田汽車股份有限公司材料所所長(zhǎng)、副總工程師宋慶源在接受記者采訪時(shí)表示。

  原本以為,作為汽車主要制造原材料的鋼材,在面對(duì)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)采訪過(guò)程中,記者發(fā)現(xiàn)鋼材在未來(lái)汽車制造中仍具有不可取代的地位,尤其是高強(qiáng)度鋼在汽車安全性能、節(jié)能減排等方面仍保持很大優(yōu)勢(shì)。

  汽車用鋼不會(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(xiàn)輕量化和達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo),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:汽車用鋼材會(huì)逐漸被取代嗎?

  采訪中,記者的疑問(wèn)一拋出,就立即得到一致答復(fù):“不會(huì)被取代!”原因很簡(jiǎn)單,對(duì)于某些新材料強(qiáng)度能夠達(dá)到的部分或零部件是可以采用新材料的,但是對(duì)一些新材料強(qiáng)度達(dá)不到的部分,高強(qiáng)度鋼的地位是難以撼動(dòng)的,因?yàn)槠嚤仨毐WC安全。

  奇瑞汽車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(fù)合材料等其他汽車輕量化候選材料相比,高強(qiáng)度鋼板具有以下優(yōu)點(diǎn):首先,原材料價(jià)格低,經(jīng)濟(jì)性好;其次,綜合性能優(yōu)越,易實(shí)現(xiàn)零部件的強(qiáng)度和剛度要求; 第三,可直接利用現(xiàn)有的(沖壓)成形、焊接、涂裝和總裝生產(chǎn)線,大大節(jié)約了設(shè)備投資成本。同時(shí),與普通低強(qiáng)度鋼板相比的優(yōu)勢(shì)有:可吸收較高的能量,提高汽車的安全性;更高的靜態(tài)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,可以實(shí)現(xiàn)汽車零部件的用材減少,從而實(shí)現(xiàn)輕量化。

  記者還了解到,由于先進(jìn)高強(qiáng)度鋼在強(qiáng)度、抗腐蝕性具有一定的相對(duì)優(yōu)越性,隨著先進(jìn)高強(qiáng)度鋼應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步成熟,其必將有利于進(jìn)一步提高汽車的安全性、環(huán)保性和節(jié)能性。因此,先進(jìn)高強(qiáng)度鋼將會(huì)在部分汽車零部件上有著比鋁、鎂合金更大的優(yōu)勢(shì)。

  同時(shí),李軍還表示,在各種輕量化材料中,高強(qiáng)度鋼板除在輕量化效果略低一些外,在使用性能、成本和節(jié)能減排等方面均具有顯著優(yōu)勢(shì)?!案鞣N汽車輕量化技術(shù)能否大批量產(chǎn)業(yè)化應(yīng)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(qiáng)度鋼板應(yīng)用的‘三條鏈’已被打通,因而已具備廣泛應(yīng)用與推廣的條件,車企應(yīng)用的積極性也非常高?!崩钴娬f(shuō)。

  高強(qiáng)度鋼技術(shù)研究成果顯著

  既然高強(qiáng)度鋼的優(yōu)勢(shì)如此明顯,那么其在汽車上的應(yīng)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(duì)高強(qiáng)度鋼尚沒(méi)有統(tǒng)一的定義,行業(yè)內(nèi)所說(shuō)的高強(qiáng)度鋼主要是指高強(qiáng)度鋼板,大家普遍認(rèn)可的定義是按照屈服強(qiáng)度級(jí)別來(lái)劃分,可分為高強(qiáng)度鋼(210MPa≤屈服強(qiáng)度≤550MPa)和超高強(qiáng)度鋼(屈服強(qiáng)度≥550MPa)?!拔覀兘┠陙?lái)開發(fā)的第三代先進(jìn)汽車用鋼按強(qiáng)度級(jí)別可歸于高強(qiáng)度鋼的范疇。當(dāng)前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)先進(jìn)汽車高強(qiáng)度鋼的企業(yè)有寶鋼、武鋼、鞍鋼、本鋼、首鋼等,但不能滿足全部市場(chǎng)需求且競(jìng)爭(zhēng)不夠充分?!边@位工程師表示。

  高強(qiáng)度鋼在汽車上應(yīng)用比例將提升

  針對(duì)高強(qiáng)度鋼的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),李軍認(rèn)為,目前高強(qiáng)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(qiáng)度鋼板的性能改善,另一個(gè)是熱沖壓成型鋼的應(yīng)用技術(shù)開發(fā),包括熱沖壓鋼種的開發(fā)和熱沖壓工藝的開發(fā)?!袄涑尚透邚?qiáng)度鋼板的技術(shù)開發(fā)主要是第三代汽車用鋼,是指輕量化和安全性指標(biāo)高于第一代汽車鋼、生產(chǎn)成本又低于第二代汽車用鋼的新一代鋼種,已成為國(guó)內(nèi)外汽車用鋼的研究熱點(diǎn)?!崩钴姳硎?,“國(guó)內(nèi)的寶鋼和鞍鋼等企業(yè)在第三代汽車用Q&P鋼的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面已走在國(guó)際前列,并通過(guò)相關(guān)汽車廠家認(rèn)證。此外,鋼鐵研究總院還開發(fā)中錳第三代汽車用鋼,正在開展相關(guān)性能的驗(yàn)證工作。”

  同時(shí),李軍進(jìn)一步介紹到,熱沖壓高強(qiáng)度鋼的開發(fā)方向主要是強(qiáng)度和韌性的優(yōu)化和新型涂層鋼板的開發(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(guó)內(nèi)的用量也在增多,對(duì)于提升自主品牌乘用車的安全性能和降低整車重量都有重要貢獻(xiàn)。

  高強(qiáng)度鋼相關(guān)企業(yè)需積極調(diào)整應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)

  高強(qiáng)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,也是中低端乘用車輕量化材料的首選?!皣?guó)際主流乘用車的車身高強(qiáng)度鋼比例已普遍達(dá)到近60%,日韓系在50%左右,歐系部分車型甚至超過(guò)70%,國(guó)內(nèi)自主品牌乘用車目前也達(dá)到50%以上,部分在售車型和在研車型也都基本達(dá)到60%。預(yù)計(jì)在未來(lái)3~5年內(nèi),車身高強(qiáng)度鋼板的用量將達(dá)到65%~70%,且超高強(qiáng)度鋼和熱沖壓高強(qiáng)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)乘用車的主流用材趨勢(shì)將是“以鋼為主,多材料混合”的結(jié)構(gòu),對(duì)于一些中高端車型,鋼材的應(yīng)用比例會(huì)有所下降,但整個(gè)汽車市場(chǎng)對(duì)高強(qiáng)度鋼的需求總量還是會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)的。

  李軍認(rèn)為高強(qiáng)度鋼板未來(lái)的應(yīng)用方向主要是在現(xiàn)有車身結(jié)構(gòu)、安全件、底盤件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用; 新的應(yīng)用增長(zhǎng)點(diǎn)則在車身覆蓋件和內(nèi)外飾座椅系統(tǒng)等方面?!案邚?qiáng)度鋼面臨的挑戰(zhàn)肯定是有的,主要是其他新材料(如碳纖維復(fù)合材料、鋁合金等)技術(shù)的發(fā)展及用量提高后,應(yīng)用的成本會(huì)進(jìn)一步降低。因此高強(qiáng)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(zhàn),在競(jìng)爭(zhēng)中求發(fā)展?!崩钴姳硎?。

  隨著“更安全、更節(jié)能、更環(huán)保”理念的發(fā)展及新材料更大規(guī)模的來(lái)襲,高強(qiáng)度鋼的調(diào)整和提升已成必然,這是整個(gè)汽車行業(yè)都需要努力的,因此,記者認(rèn)為高??蒲袡C(jī)構(gòu)、原材料廠商、零部件企業(yè)、整車廠需要聯(lián)合起來(lái),集中力量攻克難關(guān),做好必要的技術(shù)儲(chǔ)備。

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