使用先进的高强度钢的车辆的大规模减少

本田飞度。图片致谢:WorldAutoSteel

汽车制造是一个大行业，而且它正在变得越来越大。目前全球汽车年产量约为6500万辆，而在世纪之交时，这一数字仅为4000万辆，而这些汽车的绝大多数都是由钢铁制造的。

但是，钢铁比几年前的材料更先进。亚博网站下载满足车辆安全，燃料经济性重量的艰巨需求，可制造性导致钢铁行业为未来汽车创造了新的“超级钢”。

未来的汽车 - 更轻，更高效，钢制制成

在最前沿，由WorldAutoseel的会员公司开发的先进高强度钢，AHSS，这在证明是汽车制造业的启示。WorldAutosteel是世界钢铁协会的汽车集团，包括来自世界各地的20家主要钢铁生产商。

钢材选择的典型工程权衡涉及平衡对延展性的最终强度的需求，并且可加工性 - 更强大的钢往往是更富有的柔软性和延续的延展性，使它们更加难以形成到汽车和更难以焊接。AHSS能够保留大部分钢的延展性和可加工性，同时提供更大的强度。

钢强度延性图。图片致谢:WorldAutoSteel

一般低碳钢的抗拉强度为300MPa，而AHSS可以超过1500MPa，同时保持25%的最大伸长率，而低碳钢的伸长率约为40%。秘密在于显微组织，包含马氏体、贝氏体、奥氏体相，而不是铁素体、珠光体或渗碳体。

这种特殊的冶金技术生产出的钢材可以制造出更坚固、更轻的汽车，同时保留了钢材优异的抗冲击性和可回收性。

钢轮

典型的现代汽车的白色（BIW）的身体大约350-400kg钢，形成壳体在其上，其他一切都附着在其上。这个机构必须满足许多不同的要求，其中一些可能彼此冲突（例如，实施强度VS亮度），同时经济地制造和修理并能够接收耐腐蚀性涂层，当然，有吸引力的颜色．

自从汽车制造开始，钢铁就一直是首选的材料，它提供了一种无可匹敌的多功能性、强度和可承受性的结合，但今天使用的金属与20世纪初福特T型车第一条生产线上使用的金属大不相同。

就在2007年，一辆普通汽车一半以上的白车身都是用传统的低碳钢制造的。如今，这种“普通的”金属在底盘中所占的比例还不到30%，而且在几年之内，这种金属几乎会消失。

在其位置，汽车制造商正在使用一系列先进的钢等级，包括AHSS，该钢铁公司开发，提供了为汽车特定部件的特定品质组合。例如，现代汽车的大大提高意味着现在常规地掺入PIW中的卷上滚动结构等组件。这种安全关键元件必须非常强大以抵抗崩溃负载和保护占用者。

相反，像机翼和车门外壳这样的车身面板需要很硬才能防止凹痕，而前后碰撞保护区域——通常被称为皱褶区域——是由钢铁制成的，可以预见地变形以吸收能量。一辆典型的现代汽车将在车身的不同位置使用六种不同等级的钢材。

灯是对的

如今汽车发展的最大推动力之一是减轻汽车重量的愿望。一辆更轻的汽车将使用更少的燃料，加速和刹车效率更高，制造成本也可能更低。

制造商已经工作了几十年来减轻体重，最近一直在使用AHS来实现一些非常令人惊讶的改进。

传统的美国汽车有时被认为是耗油的大野兽，但这种情况正在改变。2014年，北美年度卡车被命名为雪佛兰西维拉多(Chevrolet Silverado)，这是一款传统(大)比例的皮卡。但由于采用了先进的高强度钢，这款新车型比之前的车型轻了90公斤。

更令人印象深刻的是大众在2015年型号帕萨特制作的相似减肥。这款流行的五座位是德国制造商对高效制造方法的缩影，进化了八种模型，成为其最大的卖家之一。它非常令人惊讶的是，VW能够通过使用AHSS来刮掉新模型的重量85kg。这是典型的成年乘客。

这种可能性甚至延伸到微型汽车类别中。Tiny Honda Fit使用先进的钢材以上四分之一的身体外壳，节省了20公斤的质量，进一步提高了它已经令人印象深刻的燃油经济性。

未来的光

任何关于汽车制造的讨论都必须承认，汽车在未来几年可能会发生比以往任何时候都更彻底的变化。特别是，内燃机很可能会被新的推进方式所取代，最有可能是由电池或燃料电池驱动的电动机。

人们可能会认为，这些未来型的汽车将由一些不同的材料制成，但事实上，出于非常好的环境和经济原因，钢铁似乎将继续占据主导地位。两种主要的替代材料是先进的复合材料，如碳或玻璃纤维增强塑料和铝。亚博网站下载

纤维增强塑料具有出色的强度重量特性，但仍然保持昂贵。他们的长寿在服务中并不像金属那么好，他们的可回收性很差。值得注意的是，在纤维增强塑料中生产典型的车辆组分的能量成本（以及因此碳足迹）大约是等效钢铁车辆的典型车辆组分。

铝也提供了良好的强度和较低的重量。它的主要缺点是制造成本高，能源需求大，碳足迹比塑料高出约10%，比钢铁高出约6倍。

随着汽车变得更轻并使用新的低碳电源，这变得越来越重要。在传统的汽车中，制造占终身排放的15-20％。在零排放车辆中，变得更像80％，取决于动力系的能量源。换句话说，当与低碳动力系统相结合时，实际上增加了钢的生态优势。