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「技术」车用高强钢发展趋势

时间:2019-07-10
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直到2019年3月,经过长期的大幅增长后,中国乘用车市场经历了增长放缓。 2018年,中国乘用车年销量为2250万辆,累计销量下降6.3%。从2019年第一季度的比较来看,销量下降了两位数。主要原因是经济不景气,油价上涨和各种贸易摩擦因素,导致市场活动低落,即人口中出现“寒冬”。因此,在市场低迷的情况下如何给予一定的激励空间,实际上与汽车用高强度钢的发展密不可分。

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众所周知,目前,中国乘用车的车身主要由钢和铝制成,并具有镁合金碳纤维的选材路线。今天的车身钢从普通低碳钢变为高强度钢。据不完全统计,目前车身板材中高强度钢的应用率约为35%,而超高强度钢的应用率已超过5%。随着法律法规的不断更新和日益严苛的市场竞争环境,各类汽车公司和次级供应商面临着乘用车轻量化设计,安全性和成本控制的巨大挑战。在此过程中,国内外主要钢铁企业正在逐步改进和更新产品,以应对未来的市场环境。

在这里,我们可能希望普及超高强度钢的定义。汽车用超高强度钢主要包括马氏体钢,模压淬火钢,多相钢,双相钢,高强度低合金钢和铁素体 - 贝叶斯。钢材和其他产品,从780MPa到1700MPa和2000MPa,可用于制造新能源汽车的保险杠,门梁,车身结构件,底盘零件,悬架系统零件,座椅和各种保护结构。在先进的高强度钢的情况下,它可以增加强度和减少厚度,以提高汽车碰撞的能量吸收效果,达到减轻重量的目的。

如今,主要汽车制造商和零部件供应商将成本控制视为最重要的指标之一。在面对汽车市场寒冬的阶段,钢铁无疑是从设计到批量生产的整体成本控制。最佳解决方案。在这里我们可以介绍“使用价值”的概念。使用价值可用于解释在生产过程中使用正确材料的好处。在汽车行业,材料采购很复杂,需要考虑许多重要因素。例如,材料成本,加工成本,时间成本,材料利用率和制造环境管理成本。除了原材料的价格,汽车应用的最终单位成本取决于生产。生产率取决于许多因素,包括运行时间,故障率和停机时间等。但从整体的角度来看,我们需要考虑初始设置或后处理操作的时间,以及能源消耗?颓痹诘睦朔选N蘼凼谴渭豆┯ι袒故瞧倒荆姓庑┮蛩囟季龆似涤τ玫淖钪粘杀荆夥垂淳龆怂挠芰Α5泵壳Э嗽牧系募鄹褡圃炝慵牡ノ怀杀臼保牧系难≡衿鹱胖凉刂匾淖饔谩V挥醒≡衲芎牡偷牟牧喜拍馨镏笠堤岣哂芰Α4由鲜黾父龀杀局副曛锌梢缘贸鼋崧郏衷谡宄杀究刂品矫娴挠攀圃陡哂谄渌牧稀R虼耍踊宀牧系奈蠢捶⒄估纯矗涑尚拖冉咔慷雀秩跃哂泻艽蟮慕档统杀镜那绷Α?

在谈到成本后,你必须减轻它。轻量化的目的是减少能量浪费,以节省和减少乘用车的排放。与此同时,中国也在大力推动新能源汽车的发展。如何减轻车辆重量和增加里程也成为一个重要问题。在轻质材料的使用方面,市场一直对钢有一定的误解,并且相信在减轻重量方面,钢不如铝和镁那么有效。事实上,先进的高强度钢也是考虑轻量化的可选材料之一。在材料密度方面,钢材确实比其他材料重,但先进的高强度钢材可以通过减薄和结构设计减少消耗品,从而减少使用量以实现减重。从成本的角度来看,虽然先进的高强度钢比普通低碳钢更贵,但也随着减薄后的消耗量,它还可以实现控制甚至降低成本的可能性。同时,钢材具有其他材料无与伦比的强度特性,最终目标可以通过使用最少量的材料来实现。在最典型的情况下,我们可以看到特斯拉的木材趋势从原来的全铝车身转变为今天的3型钢铝混合车身。

当然,我们可以看到汽车钢的应用开发也已经到了升级阶段。主要钢厂现已开发并扩大第三代高强度钢的生产,以满足不断增长的强度,成形性和可用性需求。今天的第三代高强度钢设计用于在相同强度下增加产品的伸长率,从而使产品具有更好的成型性能。当零件复杂且具有挑战性时,结合了强度和良好成形性的第三代钢的优点是不言而喻的。第一代钢适用于广泛的领域,并且在未来的汽车设计中仍然发挥着重要作用,但它无疑具有不足的可成形性。由于其高合金含量和高生产成本,第二代钢的可用性差。第三代钢可以解决许多问题,因为它们与现有产品的强度相当,并且其在白车身上的优异成形性可以满足安全性和结构要求。瑞典钢铁公司(SSAB)是一家知名的北欧钢厂,也为客户推出了Docol DH(VDA标准下的第三代高强度钢)和Docol HE(热轧高孔隙率高强度钢)。

最后,需要指出的是,车辆用高强度钢的开发不仅是所谓的高强度钢种的增加和更新,而且是不断增长的成型方法,如冷冲压,轧制和热成型。结合钢的强度,冷冲压可在1000MPa以下使用;在一定量的1000MPa下,使用辊压技术更经济有效;在1000MPa复杂形状的情况下,可以使用热成型技术。在未来的发展中,目前的冷成型3D轧制,3D轧辊弯曲和不等厚板(TRB)技术也在逐步发展,相信未来将会有很大的市场前景。

本文发表于《2019C-NCAP年鉴》

作者是瑞典钢铁中国业务发展经理Maddy。

编辑:刘培玉

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