汽车轻量化与高强度钢板合理选用

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1、汽车轻量化与高强度钢板合理选用121王利，杨雄飞，陆匠心（1.宝钢股份公司研究院，上海，201900）（2.中信微合金化技术中心，北京）摘要：轻量化是汽车“减重节能”的需要，采用高强度钢板不但可以实现汽车的轻量化，同时还能提高汽车的被动安全性，因此高强度钢板在汽车上的使用日益增多。本文简要回顾了近年来国外汽车轻量化项目研究的成果，特别是高强度钢板的发展情况，结合汽车使用的部件，重点介绍了宝钢各类高强度钢板的特性及其使用情况，探讨了今后在汽车轻量化过程中所应开展的工作。关键词：汽车、轻量化、高强度钢板、宝钢1引言我国的汽车工业是近年来发展最快的行业之一，特别是轿车，近年来

2、以平均超过20％的增长率快速发展。2005年中国汽车产量突破570万辆，其中轿车达到295万辆，据预计，2006年中国的汽车产量将突破600万辆，已成为继美、日之后的世界第三大汽车生产和消费国。汽车在给人民带来便利的同时，也带来了交通拥挤、环境污染等诸多问题。因此，开发油耗低和排放少为特征的《环境友好型汽车》成为将来发展的趋势。研究表明，汽车轻量化[1]是实现这一目标的主要措施，车重每减轻10％可节省燃油3～7％。但是，在过去的十多年当中，由于舒适、安全性要求的提高，同时混合动力和替代能源的推出都会给汽车带来额[2,3]外的重量，汽车的重量却在逐年提高，这显然不是人们期

3、望的。自第一次石油危机后，汽车的轻量化研究工作就开始了，进入九十年代，汽车轻量化得到加速，具有代表性的汽车轻量化项目有美国的PNGV（PartnershipforaNewGenerationofVehicles）、欧洲的SuperLIGHT-CAR（SustainableProductionTechnologiesofEmissionreducedLightweightCarConcepts）、国际钢铁协会组织的ULSAB-AVC（UltraLightSteelAutoBody-AdvancedVehicleConcepts）、阿赛洛钢厂的ABC(ArcelorBody

4、Concept)和蒂森钢厂组织的NSC（NewSteelConcept）等项目，项目的共同点是降低汽车的重量20～40％。这些项目的研究结果表明，钢铁仍然是汽车制造的主要材料，但其内涵却发生了很大的变化，即由原先的以软钢为主发展到以高强度钢板为主，结合相关的先进钢铁加工技术的使用，在实现汽车轻量化的同时，还提高了汽车车身的被动安全性和刚度等。本文在分析了汽车轻量化项目的基础上，从汽车使用的角度，结合汽车不同部位的要求特点，重点论述了近年来采用高强度钢板技术在汽车轻量化方面取得的一些成就。2汽车轻量化研究进展自九十年代初开始，汽车的轻量化成为人们的研究热点，下表1显示在过

5、去的十多年国际上针对汽车轻量化开展的一些代表研究项目及其实现轻量化的技术路线。其中PNGV和Superlight-car项目其轻量化的技术路线采用的是多材料战略，即其材料的使用除钢之外，还采用比重更轻的铝合金、镁焊接、塑料和复合材料等；Al轻量化项目的技术路线是以铝为主；ULSAB-AVC、ABC、NSC项目均是采用钢作为其轻量化的技术路线，其中ULSAB-AVC项目是由国际钢铁协会组织的，项目包括了从白车身、覆盖件和悬挂件到概念车。而ABC和NSC项目分别是由阿赛洛和蒂森钢厂组织的，项目针对的是白车身。表1近年来国际上的主要汽车轻量化项目1Table1Themainp

6、rojectofvehiclelightweightinrecentyears序号项目名称轻量化目标技术路线组织方1PNGV30％多材料美国钢铁协会2Light-Car40％多材料欧洲钢铁协会3Al40％铝国际铝协会4ULSAB-AVC20％钢国际钢铁协会5ABC30％钢阿赛乐钢厂6NSC20％钢蒂森钢厂在以上这些汽车轻量化项目的带动下，国际上著名的汽车制造厂也纷纷进行了汽车轻量化方面的工作，并取得了很大进展。下面主要针对采用钢进行轻量化作为其技术路线的项目和近期主要汽车厂轻量化情况做简要介绍。由国际钢铁协会组织的汽车轻量化项目主要包括超轻车身（ULSAB）、超轻覆盖件

7、[4]（ULSAC）、超轻悬挂件（ULSAS）和在此基础上的超轻概念车项目（ULSAB－AVC）。整个项目于1994年开始，到2002年结束，在国际钢铁协会的统一协调下工作，委托位于美国底特律的保时杰工程服务中心（PorscheEngineeringServices,Inc.）执行开发。宝钢作为大陆唯一的钢厂参加了部分项目，表2简要概括了汽车轻量化各项目的目标及其主要成果。表2汽车轻量化各项目概括和主要成果Table2Thesummaryofautomotivelightweightingprojectsanditsmainachieve