车体工程师会尽可能综合考虑不同材料的优势,以到达汽车的减重,驾驶性能和成本控制的目的。如今,虽然钢仍然是主要的汽车零部件的材料,但铝合金的应用势头很猛,大有与钢试比高之势。所以,当今世界主要的钢铁公司纷纷开发和应用超高强度钢(AHSS),抵抗铝合金强大攻势。这里提到的AHSS主要包括DP钢,TRIP, TWIP,CP, MS 钢等,相对于传统的mild steel, HSLA, IF, BH钢等。

今天这篇文章主要就探讨相比铝合金,超高强度钢的优势所在。

(1)刚度:刚度定义是指材料抵抗弯曲,扭转和振动的力量。这是一个综合的性能指标,包括结构和杨氏模量。由于钢铁模量是铝的3倍,所以为了达到同等刚度,相同结构的铝合金要厚化。另外,铝合金的密度是钢铁的1/3,所以零部件轻量化有优势。然而,对于厚度需要增加的零部件,超高强度钢仍然具有更大的减重优势。

(2)强度:钢的强度一般比铝高2倍以上,在汽车碰撞中这对于保护乘客非常重要。超高强度钢使得零件更薄,满足安全的要求,同时减重,提高燃油利用率。但是铝合金零件就不得不加厚已达到类似效果。

(3)成本:铝合金一般成本是钢的3倍。这意味著更轻零部件的代价之一是更贵。另外零件维修成本铝合金高出25%。

(4)制造工艺:钢铁生产工艺流水线已经存在100多年。铝合金则需要更多资金投入在冲压和挤压成形等设备。

(5)材料产量:目前铝合金产量尚不足完全满足汽车工业。

由此可见,在汽车轻量化的大趋势下,钢铁产业也在与时俱进。

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