盘点六大车身材料性能 展望车身材料的未来发展
承载式车身结合了大梁和车厢
承载式车身的制造中主要使用冲压成型,一种通过挤压使平整的钢板在模具中成形的冷加工工艺。由于采用压力成形法,所以冲压加工的材料存在一种矛盾 — 强度高的材料塑性差,不容易成型。而强度低的材料容易成形,但成形后的零件强度偏低。此外,上世纪90年代受到碳排放政策限制,汽车轻量化备受重视,在这方面新材料汽车优势明显。面对竞争压力,钢铁企业开始了超轻钢制汽车车身UISAB(Ultra Light Steel Auto Body)项目,旨在开发出一种重量轻、易于加工又具备高强度的钢材。
新型车用结构钢:
钢铁企企业的研究思路是通过多晶相复合兼顾强度和延展性。钢材中一般存在不同的晶相,这些晶相是金属晶体冶炼成形时产生的。这里介绍两种晶体类型,马氏体和铁素体。其中马氏体坚硬,一般高温冶炼后淬火时由奥氏体转化而成、而铁素体则比较柔软。
车身就脱胎于这些钢卷
新型结构钢能够同时具备马氏体与铁素体两种晶相,这种钢名为DP(双相)钢。这种钢的晶相结构是在铁素体基体上存在众多马氏体小岛,冲压加工时铁素体具有良好的延展性而马氏体则保证了结构强度,另外铁素体在冲压中发生滑动,晶体间相互交结,形成加工硬化,使冲压成型后的零件强度更高。因此DP钢已经成为制造车身结构件的主要材料,一般1.2mm厚度的DP钢就已经可以达到主要结构件所需的强度。
镶嵌马氏体小岛的晶体结构
除了DP钢之外用于汽车的新型钢材还有IF钢、TRIP钢等等,这些钢材都是属于能够减薄使用的高强度钢。说到这里就涉及到人们思想中存在已久的一个误区,既钢板越厚越坚固。其实就现在的发展趋势而言,车身上的钢板在不断减薄,而车身强度却提高了。最直观的例子是:20年前的车身普遍使用2mm以上厚度的钢板,但是在碰撞测试中很多车得分很低。而今天的车身用钢板厚度在1.2mm,碰撞试验中五星得分却比比皆是。不过即便是这种高强度钢也只用在车身结构部件上,例如:纵梁、横梁、A、B、C柱等部位,而不受力的蒙皮依然采用普通软钢,这有利于加工成复杂的外部形状且柔软的表面在与行人发生碰撞时能够尽量保护行人。车身上采用软钢的部位如:引擎盖面板、翼子板、车门板、车顶板等。所以那些用手按来直观感受车身强度的朋友还是不要按蒙皮了,真想按的话就打开发动机盖按按减震塔、引擎盖背面的框架或者后备箱里两个后减震塔间的横梁吧,它们绝对够硬。
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