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汽车大梁板2010年我国钢产量达到7亿吨,但钢铁行业的利润加起来仅为800多亿元,原因是高附加值的钢材太少。在欧、同城美、同城日、同城韩等汽车工业发达的,汽车钢能占到钢材总量的15%左右。要是我国汽车钢的用量能达到这个比例,一年就是上亿吨,产值可以达到几千亿元。为此,中国钢铁企业摩拳擦掌,希望早日拿到第三代汽车大梁钢的生产许可证。太原钢铁集团已抢得头筹,眼下它期待能从中国钢研得到更多的试制机会。同样,首钢也不甘人后,加入了竞争行列。第三代汽车钢的成功研制,从根本上改变了我国长期以来跟踪学习国外汽车钢技术的局面,得到了国内外的广泛关注。世界汽车钢领域权威机构德国亚琛工业大学和马普钢铁研究所的汽车大梁板钢研发团队已经向中国钢研发出邀请,邀请该集团科研人员前往访问并进行学术交流。
汽车大梁板研发团队负责人翁宇庆院士介绍,2009年,中国钢研在实验室研究出了兼具高强高塑特性的第三代汽车大梁钢,其抗拉强度比代汽车钢翻两番,延伸率达到35%,合金含量却不到第二代汽车钢的三分之一,成本仅略高于代汽车钢。2010年下半年,太原钢铁公司在生产线上开发出第三代汽车钢热轧卷和冷轧板,实现了部分生产技术的固化定型。“今年我们将继续攻克第三代汽车钢的温成型技术、本地镀锌板技术和冷轧卷技术”,翁宇庆预计到2014年有望实现大规模商用。第三代汽车钢可以应用在汽车车身、本地悬挂、本地发动机外壳等部位。目前,汽车大梁板一汽已在3个零件上率先试用第三代汽车钢,北京现代汽车公司表示,将在整车上试用第三代汽车钢。通用汽车和福特汽车得知这一消息后,也派代表找到中国钢研,希望把第三代汽车钢板的样品拿到美国去做认证,一旦认证通过,便开始大规模使用。
汽车大梁板工业的迅猛发展为国民经济和社会发展发挥了重要作用。但受能源短缺、本地环境污染等问题的影响,该行业发展之矛盾也日益凸显。展望未来,该行业的发展只有建立在自然、本地生态、本地节能、本地等背景下,其发展才可持续。
在此背景下,汽车轻量化以及高强钢的应用成为了重要发展方向。但随着高强钢板材强度的提高,传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象,无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在此情况下,国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术——综合了成形、本地传热以及组织相变的一种新工艺,汽车大梁板主要是利用高温奥氏体状态下,板料的塑性增加,屈服强度降低的特点,通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、本地金属相变、本地CAE分析技术进行深入研究,但该技术被国外厂商垄断,国内发展缓慢。
据调查统计,部分汽车品牌高强钢的应用不断扩大,有些车型的车身框架高强度钢的应用已达90%。根据美国钢铁学院能量部的研究,即使高强度钢降低部分数值其拉伸还是要比传统的冷板困难得多。高强钢汽车大梁板的延展率只有普通钢材的一半。
当材料被冲压成形时,会变硬,不同的钢材,变硬的程度不同。
汽车大梁板车身外壳绝大部分是金属材料,钢板、同城碳纤维、同城铝、同城强化塑料等,不同用途的汽车外壳、同城不同部位的材料不同。一般是钢板,奥迪车是铝,赛车是碳纤维,悍马H2的引擎盖是强化塑料的。早期的轿车车身沿用了马车车身结构,整个车身以木材料为主。1912年由爱德华·巴特首次制成了全金属的车身,1925年文森卓·兰西亚发明了承载式车身,车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型覆盖件组成,这种金属结构的车身一直沿用,得到不断的完善和发展。从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板。汽车大梁钢板广泛应用在汽车上,汽车大梁板这是因为它有良好的抗腐蚀能力。早年人们在试验中发现,将铁和锌放入盐水中,二者无任何导线联结时,铁和锌都会生锈,铁生红锈,锌生“白锈”;若在二者间用导线联结起来,则铁不会生锈而锌生“白锈”,这样锌就保护了铁,这种现象叫牺牲阳极保护。工程师正是将这种现象运用到实际生产中,生产了镀锌钢板。 经研究,在镀锌量350克/平方米(单面)时,镀锌钢板在屋外的寿命(生红锈),田园地带约为15一18年,工业地带大约3一5年,这比普通钢板长几倍甚至十几倍。