高強度鋼鋁合金與汽車輕量化

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1、rENdTrACKiNGT趨勢跟蹤高強度鋼、鋁合金與汽車輕量化王勇東風商用車技術中心工藝研究所技術降成本推進室中國汽車工程學會汽車材料分會2008年10月20-23日,中國汽車工程學會汽車材料分會在武漢召開了第十六屆學術年會,汽車和冶金行業(yè)及有關院校、研究機構的專家和科技人員130余人參加了會議,會議的主題是“汽車輕量化及相關技術”。會議共收到論文52篇,內容涉及輕量化設計、輕量化材料開發(fā)、成形技術、連接技術、應用案例等。本文匯集了部分專家對高強度鋼及鋁合金在汽車上應用的分析。一、我國商用車輕量化意義重大、潛

2、力巨大目前我國商用車與國際同類目前,我國商用車輕量化水平與國外相比差距很大。例如總質量40車型在輕量化水平上差距明顯,噸的牽引車,以瑞典沃爾沃FE為參照,我國某三個品牌車型的自質量高且商用車燃油消耗量占我國汽出24%~29%。再如總質量25~26噸的自卸車,就載質量利用系數(shù)(載車燃油總消耗量比重較大,因質量/整備質量)而言,沃爾沃FE為1.67,而我國某兩品牌車型的該系此通過商用車輕量化降低車用數(shù)僅為1.27和1.00。再以總質量15噸的廂式車為例,德國ManTGL車型燃油消耗具有較大潛力和重要的載質量利用系

3、數(shù)為1.67,美國某品牌車型為1.17,而我國某兩品牌車意義。政府也已經(jīng)頒布了多項型的該系數(shù)僅為0.62和0.61。有關法規(guī),對商用車燃油經(jīng)濟國際經(jīng)驗表明,汽車的輕量化與其燃油消耗密切相關。而在我國,性提出了要求。特有的消費結構決定了商用車在汽車總保有量中的比例高于其他國家。2006年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,我國民用汽車保有量為3697萬輛,其中載貨汽車和大、中型客車等商用車合計為1210.6萬輛,燃油消耗量占汽車燃油消耗總量的70%之多。因此,通過提高商用車輕量化水平降低車用燃油消耗具有重要意義。近年來,政府為了促

4、進商用車降低燃油消耗頒布了多項法規(guī),如:382008No.4rENdTrACKiNGT趨勢跟蹤《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《輕型商用車輛燃料消耗量限值》、《營運客車燃料消耗量限值及測量方法》和《營運貨車燃料消耗量限值及測量方法》。此外,交通部等九部委還聯(lián)合發(fā)布了《關于印發(fā)全國車輛超限超載長效治理實施意見的通知》,這些都為商用車輕量化技術的發(fā)展和應用提供了良好的外部條件。我國商用車輕量化水平與國外的比較整備質量(自質量)自質量與國載質量利用系數(shù)車種品牌(公斤)外品牌差異(%)(載質量/整備質量)瑞典Volvo

5、FE7690—總質量(GCW)國產(chǎn)A品牌9950+29.3840噸牽引車國產(chǎn)B品牌9760+26.91國產(chǎn)C品牌9540+24.05瑞典VolvoFE97201.67總質量(GVW)國產(chǎn)A品牌118001.2725~26噸自卸車國產(chǎn)B品牌126251.00德國ManTGL44901.67總質量(GVW)美國某品牌55421.1715噸廂式車國產(chǎn)A品牌73950.62國產(chǎn)B品牌74250.61二.高強度鋼是占主導地位的輕量化材料1.高強度鋼的應用及技術難點在汽車用輕型材料不斷發(fā)展盡管輕金屬材料、塑料、復合材料等

6、近年來在汽車上的應用不斷的今天,高強度鋼仍以其在成擴大,但高強度鋼以其在成本、安全、制造工藝等方面的優(yōu)勢,依然本、安全、制造工藝等方面的優(yōu)是首選的輕量化材料。以某自主品牌白車身為例,其車身沖壓件高強勢,占據(jù)汽車輕量化材料的主導度鋼的應用比例為46.5%,車體(不含四門兩蓋)高強度鋼的應用比例地位。為43%,主要使用了如下高強度鋼:180BH、220BH、P180、P230、ST280、340LA、590R、TRIP600、TRIP800、590Y、780Y、SS400、SAPH440、980Y(進口)等。但是

7、,成形技術是高強度鋼但是,高強度鋼應用的技術難點在于成形技術。十年前,高強度鋼應用的一大難點。具體來講,先成形的主要問題是與范性應變相關的縮頸與開裂問題,控制要點是使零進高強度鋼(AHSS)的成形過件的應變程度低于臨界應變。而目前高強度鋼成形的主要問題,則是與程主要存在三方面問題。彈性應力及應力釋放相關的零件尺寸精度和回彈問題。具體來講,先進高強度鋼(AHSS)成形過程中的主要問題為:(1)變形過程中出現(xiàn)加工硬化,屈服強度提高,流變應力較高;(2)由于零件厚度減小,因而不易保持形狀;(3)缺少補償回彈的模具設

8、計經(jīng)驗。382008No.42008No.439rENdTrACKiNGT趨勢跟蹤為了解決這些問題,模具的為了解決這些問題,對超高強度鋼(AHSS)零件模具的設計和選設計和選材極為關鍵。在設計過材極為關鍵。在模具設計過程中,要特別注意兩個突出和三個關注。兩程中,要特別注意兩個突出和三個突出是,要突出考慮模具結構的高壓承受力,突出考慮模具的回彈補個關注;在選材過程中,要重點償功能。三個關注是,要關注模

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