“目前高強度(du)鋼(gang)主(zhu)要應用在汽(qi)(qi)車安全件、底盤及車身等方(fang)面，未(wei)來其應用肯(ken)定會(hui)越(yue)來越(yue)廣。汽(qi)(qi)車輕量化不是用鎂鋁合(he)(he)金(jin)代替鋼(gang)材，而是綜(zong)合(he)(he)利用即‘把最(zui)好的(de)材料用在最(zui)合(he)(he)適的(de)地方(fang)’。”近日(ri)，北(bei)汽(qi)(qi)福田(tian)汽(qi)(qi)車股份有限公司材料所(suo)所(suo)長、副(fu)總(zong)工程師宋慶源在接受記者采訪時表示(shi)。
原本以為，作為汽(qi)車(che)主要制(zhi)造原材(cai)料的鋼材(cai)，在面對輕量化浪潮和各種新型材(cai)料的攻(gong)擊下(xia)，顯得(de)有些“氣(qi)弱”,但在整個采訪過程中，記者發現(xian)鋼材(cai)在未來(lai)汽(qi)車(che)制(zhi)造中仍具有不可取代(dai)的地位，尤其是高強度(du)鋼在汽(qi)車(che)安全性能(neng)、節能(neng)減排(pai)等方面仍保(bao)持很大優(you)勢。
汽車用鋼不會被完全取代
自從輕量(liang)化的(de)概念提出以來，尤(you)其是為實現輕量(liang)化和(he)達到(dao)節能減排的(de)目標，鋁合金、鎂(mei)合金、碳(tan)纖維、工程塑料等新材料逐步被使用(yong)，有個疑(yi)問(wen)一直懸于記者心中(zhong)：汽車用(yong)鋼材會逐漸(jian)被取代(dai)嗎？
采訪中，記(ji)者的(de)疑問一拋出，就立即(ji)得(de)到一致答復：“不會被取代！”原(yuan)因很簡(jian)單(dan)，對于某些新材料(liao)強(qiang)度能夠達到的(de)部分(fen)(fen)或零部件是可(ke)以(yi)采用新材料(liao)的(de)，但是對一些新材料(liao)強(qiang)度達不到的(de)部分(fen)(fen)，高(gao)強(qiang)度鋼的(de)地位是難以(yi)撼動的(de)，因為(wei)汽車必須(xu)保證安全(quan)。
奇瑞汽車(che)股份有限公司材(cai)料工程部(bu)(bu)主管(guan)材(cai)料工程師李軍(jun)告(gao)訴記者，與鎂合(he)金、鋁(lv)合(he)金及復合(he)材(cai)料等(deng)其(qi)他汽車(che)輕量化(hua)候選材(cai)料相比(bi)，高(gao)強(qiang)度(du)鋼板具有以下(xia)優(you)(you)點：首先，原(yuan)材(cai)料價格低(di)(di)，經濟性好；其(qi)次，綜合(he)性能(neng)優(you)(you)越，易(yi)實現(xian)零(ling)部(bu)(bu)件的強(qiang)度(du)和剛(gang)度(du)要求； 第三，可(ke)(ke)直接(jie)(jie)利用(yong)現(xian)有的（沖壓）成(cheng)形、焊接(jie)(jie)、涂裝和總裝生產線，大(da)大(da)節約了設備投資成(cheng)本。同時，與普通(tong)低(di)(di)強(qiang)度(du)鋼板相比(bi)的優(you)(you)勢有：可(ke)(ke)吸收較高(gao)的能(neng)量，提高(gao)汽車(che)的安全性；更高(gao)的靜態強(qiang)度(du)和疲勞強(qiang)度(du)，可(ke)(ke)以實現(xian)汽車(che)零(ling)部(bu)(bu)件的用(yong)材(cai)減少(shao)，從(cong)而實現(xian)輕量化(hua)。
記者還了解到，由于先(xian)進(jin)高(gao)強度鋼在(zai)強度、抗腐蝕性(xing)(xing)具有一定的相對優越性(xing)(xing)，隨(sui)著(zhu)先(xian)進(jin)高(gao)強度鋼應用技術(shu)的進(jin)一步成熟(shu)，其必將(jiang)有利(li)于進(jin)一步提高(gao)汽車的安全性(xing)(xing)、環保性(xing)(xing)和節能(neng)性(xing)(xing)。因(yin)此，先(xian)進(jin)高(gao)強度鋼將(jiang)會在(zai)部分汽車零(ling)部件上有著(zhu)比鋁(lv)、鎂合金更大的優勢。
同時(shi)，李軍還表示，在(zai)(zai)各(ge)種輕量(liang)化材(cai)料(liao)中，高強(qiang)度鋼板(ban)除(chu)在(zai)(zai)輕量(liang)化效果(guo)略低一些外，在(zai)(zai)使用性能(neng)、成本和節能(neng)減(jian)排等方(fang)面(mian)均具有顯著優(you)勢。“各(ge)種汽車輕量(liang)化技術(shu)(shu)能(neng)否大批量(liang)產(chan)業(ye)(ye)化應(ying)用，是(shi)由該(gai)技術(shu)(shu)的(de)‘價值鏈(lian)’、‘技術(shu)(shu)鏈(lian)’和‘產(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)’等因素共同決定的(de)。高強(qiang)度鋼板(ban)應(ying)用的(de)‘三條(tiao)鏈(lian)’已被打(da)通，因而已具備廣泛應(ying)用與推廣的(de)條(tiao)件(jian)，車企應(ying)用的(de)積極性也非常高。”李軍說。
高強度鋼技術研究成果顯著
既然(ran)高強度鋼的(de)優勢如(ru)此(ci)明顯，那么其(qi)在汽車上的(de)應用和技術發展情況如(ru)何？
一(yi)家鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵研究(jiu)院技(ji)術中心工程(cheng)師跟記者介(jie)紹說，目前對高強(qiang)(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)尚沒(mei)有統一(yi)的定(ding)義，行業內所(suo)說的高強(qiang)(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)主要是(shi)指高強(qiang)(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板，大(da)家普遍認可(ke)(ke)的定(ding)義是(shi)按(an)(an)照屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度級(ji)別來劃分(fen)(fen)，可(ke)(ke)分(fen)(fen)為(wei)高強(qiang)(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)（210MPa≤屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度≤550MPa）和超高強(qiang)(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)（屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度≥550MPa）。“我們近些(xie)年來開發的第三代先(xian)進(jin)汽(qi)車用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)按(an)(an)強(qiang)(qiang)(qiang)度級(ji)別可(ke)(ke)歸于(yu)高強(qiang)(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的范(fan)疇(chou)。當(dang)前國內生產先(xian)進(jin)汽(qi)車高強(qiang)(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的企業有寶鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、武鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、鞍(an)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、首鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等，但不能滿足全部市場需求(qiu)且競爭不夠充(chong)分(fen)(fen)。”這位工程(cheng)師表示。
針對(dui)高(gao)強(qiang)度鋼(gang)(gang)的(de)未來發(fa)(fa)展趨勢，李軍(jun)認(ren)為，目前高(gao)強(qiang)度鋼(gang)(gang)的(de)技(ji)(ji)術(shu)發(fa)(fa)展方(fang)向主(zhu)要(yao)有兩個(ge)：一個(ge)是冷成型(xing)高(gao)強(qiang)度鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)性能改善，另一個(ge)是熱沖壓(ya)(ya)成型(xing)鋼(gang)(gang)的(de)應用(yong)(yong)技(ji)(ji)術(shu)開(kai)發(fa)(fa)，包括熱沖壓(ya)(ya)鋼(gang)(gang)種的(de)開(kai)發(fa)(fa)和熱沖壓(ya)(ya)工藝的(de)開(kai)發(fa)(fa)。“冷成型(xing)高(gao)強(qiang)度鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)技(ji)(ji)術(shu)開(kai)發(fa)(fa)主(zhu)要(yao)是第三(san)(san)代汽(qi)車(che)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)，是指輕量化和安全性指標高(gao)于第一代汽(qi)車(che)鋼(gang)(gang)、生(sheng)產(chan)成本(ben)又低于第二(er)代汽(qi)車(che)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)的(de)新(xin)一代鋼(gang)(gang)種，已成為國(guo)(guo)內外汽(qi)車(che)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)的(de)研究(jiu)熱點。”李軍(jun)表示，“國(guo)(guo)內的(de)寶鋼(gang)(gang)和鞍鋼(gang)(gang)等企(qi)業(ye)在(zai)第三(san)(san)代汽(qi)車(che)用(yong)(yong)Q&P鋼(gang)(gang)的(de)開(kai)發(fa)(fa)和產(chan)業(ye)化方(fang)面已走在(zai)國(guo)(guo)際(ji)前列，并通過相關汽(qi)車(che)廠家認(ren)證(zheng)。此外，鋼(gang)(gang)鐵研究(jiu)總院還開(kai)發(fa)(fa)中錳(meng)第三(san)(san)代汽(qi)車(che)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)，正在(zai)開(kai)展相關性能的(de)驗證(zheng)工作。”
同(tong)時，李軍(jun)進(jin)一(yi)步(bu)介紹(shao)到，熱(re)沖壓(ya)高強度(du)鋼(gang)的(de)(de)開發(fa)方(fang)向主要是(shi)強度(du)和韌(ren)性的(de)(de)優化和新型涂層(ceng)鋼(gang)板的(de)(de)開發(fa)。此外，熱(re)沖壓(ya)的(de)(de)工藝(yi)、裝備(bei)和模具等方(fang)面近幾年(nian)的(de)(de)進(jin)步(bu)也(ye)很大，使(shi)得熱(re)沖壓(ya)零部件的(de)(de)成本進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低，國內的(de)(de)用量也(ye)在(zai)增多，對于(yu)提(ti)升自主品(pin)牌(pai)乘用車的(de)(de)安全性能和降(jiang)低整車重量都有重要貢獻。
高強度鋼相關企業需積極調整應對挑戰
高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)性能、成本(ben)等方面的(de)綜合因素決定了其仍(reng)是(shi)目(mu)前市場上最受歡迎的(de)輕量化(hua)材(cai)料(liao)，也(ye)是(shi)中低端乘(cheng)用車輕量化(hua)材(cai)料(liao)的(de)首選。“國際主(zhu)(zhu)流乘(cheng)用車的(de)車身(shen)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)比例已普遍(bian)達到(dao)(dao)近60%，日韓系(xi)在(zai)50%左右，歐系(xi)部分車型(xing)(xing)甚至(zhi)超過70%，國內自主(zhu)(zhu)品牌乘(cheng)用車目(mu)前也(ye)達到(dao)(dao)50%以上，部分在(zai)售車型(xing)(xing)和在(zai)研車型(xing)(xing)也(ye)都基(ji)本(ben)達到(dao)(dao)60%。預(yu)計(ji)在(zai)未來3~5年內，車身(shen)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)用量將達到(dao)(dao)65%~70%，且超高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)和熱沖壓高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)的(de)比例會進(jin)一步增加。”李軍信(xin)心十足地告訴記者。
正如宋(song)慶源所(suo)說“把最(zui)好的(de)(de)(de)材(cai)料用(yong)在最(zui)合適的(de)(de)(de)位置”，未來(lai)乘用(yong)車(che)的(de)(de)(de)主(zhu)流用(yong)材(cai)趨勢將是(shi)“以鋼(gang)為主(zhu)，多(duo)材(cai)料混合”的(de)(de)(de)結(jie)構，對于一(yi)些(xie)中(zhong)高端車(che)型，鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)應用(yong)比例(li)會有所(suo)下降，但整(zheng)個汽(qi)車(che)市(shi)場對高強度鋼(gang)的(de)(de)(de)需求(qiu)總量還是(shi)會持續增長的(de)(de)(de)。
李軍認為高強度鋼板未來的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)方向主要(yao)是在現有(you)車(che)(che)身結構、安(an)全件、底盤件的(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)進一步擴大應(ying)用(yong)(yong)； 新的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)增長點則在車(che)(che)身覆蓋件和內外飾座椅系統等方面。“高強(qiang)(qiang)度(du)鋼面臨的(de)(de)(de)(de)挑戰肯(ken)定(ding)是有(you)的(de)(de)(de)(de)，主要(yao)是其他新材料(liao)（如碳纖維復合(he)材料(liao)、鋁合(he)金等）技術的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)及用(yong)(yong)量提(ti)高后(hou)，應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)成本會進一步降低。因(yin)此高強(qiang)(qiang)度(du)鋼材料(liao)本身也(ye)需要(yao)不斷地改進去迎接(jie)其他材料(liao)的(de)(de)(de)(de)挑戰，在競爭(zheng)中求(qiu)發展(zhan)。”李軍(jun)表(biao)示。
隨著“更安全(quan)、更節能、更環(huan)保”理念(nian)的(de)發展及新材(cai)料更大規模的(de)來(lai)(lai)襲(xi)，高(gao)強度鋼的(de)調整(zheng)和提升已成必(bi)然(ran)，這(zhe)是整(zheng)個(ge)汽車行業(ye)都需要(yao)努力的(de)，因此，記者認為高(gao)校科研機構、原材(cai)料廠商、零部(bu)件企業(ye)、整(zheng)車廠需要(yao)聯合起(qi)來(lai)(lai)，集中力量攻(gong)克(ke)難關(guan)，做(zuo)好必(bi)要(yao)的(de)技術儲備(bei)。
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