汽车用钢面临汽车轻量化挑战
2008-12-9 10:40:00 来源：现代物流报 编辑：56885 关注度：摘要：... ...
□ 一员
中国的汽车工业，在经历了40多年的发展历程后，已跃上年产200万辆台阶，到了21世纪初开始进入腾飞发展阶段。2000年以来的平均年增长率超过23%，中国汽车产量已占世界第三位，并成为第二大汽车消费国。预计2008年中国汽车产量可能突破1000万辆。
近年来，随着能源危机加剧、石油价格不断上升以及地球温室效应加重，世界各国对能源和二氧化碳排放引起的环境问题更加重视。有许多研究表明，地球变暖及酸雨与汽车排放的二氧化碳、硫化物和氮氧化物有很大关系。
减少油耗及对环境的污染的迫切要求使得汽车轻量化成为汽车业发展的突出课题。随着车体质量的减轻，每升汽油行驶的公里数显著上升，当车重从2500kg降低到750kg时，每升汽油行驶的公里数从约5km/L上升到约25km/L，而相应地排出的二氧化碳量从约400g/km下降到约100g/km。由此可见，减轻车重是降低油耗从而降低二氧化碳排放的最有效方法
然而，汽车轻量化与提高汽车的碰撞安全性能是互相制约的两个方面。提高冲撞安全性必须提高车体强度和刚度。如何使汽车的安全性和环保性保持更好的平衡，对汽车用材提出了严重的挑战。
因此，汽车轻量化的发展有以下二大着眼点：一是基于改善汽车燃油效率的轻量化。二是基于提升性能及安全性的轻量化，包括运动性能、乘坐舒适感、操纵性的提升；冲撞能量的吸收，等等。
目前，汽车用材的研发动向是：
1.车身材料的混合设计。为了达到同级别中的汽车性能最好这一总的目标，针对客户对车辆性能的不同要求，采用复合材料车身概念。以低密度材料替代部分钢铁材料，如使用低密度的铝合金、镁合金、塑料和复合材料等。欧洲大汽车制造商正在进行的 “超轻型汽车”工程，目标是在稳定价格基础上减轻车重30%。该项目的主要方案便是采用多种材料方法制造新车型。为了保持较低成本，选择正确的材料级别用在正确的位置是最佳办法。
2.使用高强度材料降低钢板厚度规格。为了减轻车重和提高安全性，近年来汽车用钢板向高强度化发展成为一种趋势。当钢板厚度分别减小0.05、0.01和0.15mm时,车身减重分别为6%、12%和18%，可见增加钢板强度是减小板厚、减轻车重的主要途径。另一方面，采用高强度钢板也提高了汽车车体的抗凹陷性、耐久强度和大变形冲击强度安全性。经计算，采用高强度钢板达到汽车轻量化的节能效果比生产高强度钢板所增加的耗能要大得多。欧洲超轻型钢制车体的设计中，高强度双相钢所占比例超过80%，还采用了约4%的抗拉强度达到1200MPa和1520MPa超高强度马氏体钢。
大量开发应用先进高强钢不仅为汽车轻量化带来显著的节能减排效果，同时在提高安全性和回收再利用等方面也具有优势。汽车轻量化工作研究进展表明,钢铁工业通过技术创新,特别是先进高强度钢板和新加工技术的使用,完全能够为汽车工业生产安全、轻量、廉价和对环境友好的合格材料。目前，进一步研究先进高强钢的成形控制技术，形成先进高强钢的生产、应用与服务的成套技术是需要重点考虑的课题。
中国的汽车工业，在经历了40多年的发展历程后，已跃上年产200万辆台阶，到了21世纪初开始进入腾飞发展阶段。2000年以来的平均年增长率超过23%，中国汽车产量已占世界第三位，并成为第二大汽车消费国。预计2008年中国汽车产量可能突破1000万辆。
近年来，随着能源危机加剧、石油价格不断上升以及地球温室效应加重，世界各国对能源和二氧化碳排放引起的环境问题更加重视。有许多研究表明，地球变暖及酸雨与汽车排放的二氧化碳、硫化物和氮氧化物有很大关系。
减少油耗及对环境的污染的迫切要求使得汽车轻量化成为汽车业发展的突出课题。随着车体质量的减轻，每升汽油行驶的公里数显著上升，当车重从2500kg降低到750kg时，每升汽油行驶的公里数从约5km/L上升到约25km/L，而相应地排出的二氧化碳量从约400g/km下降到约100g/km。由此可见，减轻车重是降低油耗从而降低二氧化碳排放的最有效方法
然而，汽车轻量化与提高汽车的碰撞安全性能是互相制约的两个方面。提高冲撞安全性必须提高车体强度和刚度。如何使汽车的安全性和环保性保持更好的平衡，对汽车用材提出了严重的挑战。
因此，汽车轻量化的发展有以下二大着眼点：一是基于改善汽车燃油效率的轻量化。二是基于提升性能及安全性的轻量化，包括运动性能、乘坐舒适感、操纵性的提升；冲撞能量的吸收，等等。
目前，汽车用材的研发动向是：
1.车身材料的混合设计。为了达到同级别中的汽车性能最好这一总的目标，针对客户对车辆性能的不同要求，采用复合材料车身概念。以低密度材料替代部分钢铁材料，如使用低密度的铝合金、镁合金、塑料和复合材料等。欧洲大汽车制造商正在进行的 “超轻型汽车”工程，目标是在稳定价格基础上减轻车重30%。该项目的主要方案便是采用多种材料方法制造新车型。为了保持较低成本，选择正确的材料级别用在正确的位置是最佳办法。
2.使用高强度材料降低钢板厚度规格。为了减轻车重和提高安全性，近年来汽车用钢板向高强度化发展成为一种趋势。当钢板厚度分别减小0.05、0.01和0.15mm时,车身减重分别为6%、12%和18%，可见增加钢板强度是减小板厚、减轻车重的主要途径。另一方面，采用高强度钢板也提高了汽车车体的抗凹陷性、耐久强度和大变形冲击强度安全性。经计算，采用高强度钢板达到汽车轻量化的节能效果比生产高强度钢板所增加的耗能要大得多。欧洲超轻型钢制车体的设计中，高强度双相钢所占比例超过80%，还采用了约4%的抗拉强度达到1200MPa和1520MPa超高强度马氏体钢。
大量开发应用先进高强钢不仅为汽车轻量化带来显著的节能减排效果，同时在提高安全性和回收再利用等方面也具有优势。汽车轻量化工作研究进展表明,钢铁工业通过技术创新,特别是先进高强度钢板和新加工技术的使用,完全能够为汽车工业生产安全、轻量、廉价和对环境友好的合格材料。目前，进一步研究先进高强钢的成形控制技术，形成先进高强钢的生产、应用与服务的成套技术是需要重点考虑的课题。
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