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钢材PK铝材 谁将成为汽车轻量化的赢家?
时间:2017-08-07  点击:54次   来源:
如今各大车企纷纷继续加大材料研发费,旨在研发新款合金及材料,同时提升其性能表现。此外,车企还纷纷改善其最新的焊接及成形技术,为各类材料及合金的制作提供支持。这类投入都有一个相同的目标:在实现轻量化的同时降低排放量。由于汽车行业将要满足越发严苛的排放标准,最佳应对方式无疑是减轻车身重量(轻量化)。为此,需要结合使用各类铝合金及高强度钢、镁、复合材料(如:碳纤维)及各类塑料。 
 
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汽车车身(白车身、发动机罩/阀盖、车门灯)的制造商们主要采用经加工硬化的5xxx系铝镁(锰)合金及热处理的6xxx系铝镁硅合金(AlMgSi-alloys)。由于在轧制后进行了热处理加工,AA6016或AA6111等热处理铝板的材料强度也得到了大幅提升。  在重量较轻的材质中,超高强度钢(UHSSsteel)及铝材在车辆中的用量将呈现平稳增长,尤其是在安全设备类零部件中的应用,如车架等。第三代钢材制品(3rdGenAHSS)的成形性能有所提升,该类钢材的应用将呈现剧增态势。镁的用量也将呈现上升趋势,在仪表盘外梁上的应用上表现特别明显。车企为减重(轻量化)而支付的材料成本将上升  铝合金的减重成本在3-6美元/千克,镁的减重成本在5-12美元/千克,碳纤维的减重成本在近16美元/千克。撇开成本不谈,各材料也有其独有的材料特性。 


第三代先进高强度钢(3rdGenAHSS)强势崛起  期盼已久的第三代高强度钢即为人们所熟知的纳米钢(NanoSteel),目前亟待进入汽车行业。纳米钢的强度高,符合汽车工程师的要求(抗拉强度在1,000MPa以上),同时具有极佳的延展性及延伸性。上述特性使得该钢材可被加工为任意几何形态,使设计师们能够制造结构超复杂的钢板。  通常,常规低碳钢也能提供超强的延展性,但其强度不够,上一代先进高刚强度钢则正好相反,其强度表现相当出色,但延展性及延伸性不足。第三代先进高强度钢弥补了此前的差距,同时兼顾了前度及延展性。 

研究结论  铝材在汽车内的应用占比在不断提高,汽车行业正致力于为车辆减重(轻量化),以满足严苛的排放标准。从长远角度看(2025年以后),最有可能出现的情况是,车辆将采用多种材料,将各类先进高强度钢、铝合金、碳纤维、镁、塑料、低碳钢将其他材料混合使用,既降低其重量,又能节省成本并提升性能。然而,与早前一度占据主导地位的低碳钢相较,目前并没有某种材料能在汽车行业占据一家独大,占据绝对主导地位。

 
 
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