蒂森克虜伯公司推出全新輕型鋼材
更高強度和剛度且更易成形
據(jù)外媒報道，在德國維爾茨堡舉行的輕量化設計峰會上，蒂森克虜伯鋼鐵歐洲公司（Thyssenkrupp Steel Europe）的Lothar Patberg表示，“在汽車設計中，鋼依然是最有用的輕量化材料?！币虼怂麄児鹃_發(fā)出新鋼種，不僅具有更高的強度和剛度，而且更容易成形，重量更輕。
Lothar Patberg說，2021年，幾乎四分之三的新車都采用鋼制車身。混合結(jié)構(gòu)和純鋁車身分別僅占15%和12%。這是因為鋼的強度高，制造和加工方法穩(wěn)定，并且具有成本優(yōu)勢，是非常可靠的材料。
然而，電動汽車的框架條件有所改變。實現(xiàn)電池續(xù)航里程最大化這一首要目標，主要通過優(yōu)化汽車的電氣和電子部件。根據(jù)蒂森克虜伯鋼鐵公司的計算，減少100公斤的重量，僅能增加8公里的里程。此外，未來電動汽車的車身將采用彎曲性能最佳的簡單幾何形狀部件，減少使用具有理想深沖性能的復雜幾何形狀材料。電力驅(qū)動對車身安全提出新的要求，重量增加導致能耗更高，重量和驅(qū)動力的增加也將提升底盤的負載。基于這些新情況，蒂森克虜伯鋼鐵公司得出結(jié)論，與汽車的材料相比，客戶將更重視功能，同時，由于電動交通成本高，造價低的輕型鋼結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應用。
蒂森克虜伯公司有針對性地補充鋼材等級和成形工藝。例如，一種新型熱成形鋼，具有特殊的氧化層，可將熱成形過程中的氫吸收率降低40%以上。 Patberg表示，這不僅減少材料損壞的風險，而且實現(xiàn)“成本的可持續(xù)性并節(jié)能”。
另一項創(chuàng)新是高強度冷成型鋼的新制造工藝，強度可達1200兆帕。第一步是通過簡單的工具，制成預制件，不考慮回彈變形。然后使用標定工具，通過抗壓應力疊加精準測定回彈，最終將預制件打造成尺寸精確的幾何形狀。根據(jù)零部件的不同，這種多階段成形工藝，將原材料使用量減少15%，且重復性好，不需要后續(xù)處理。
該公司使用這種新鋼材開發(fā)出虛擬的電動汽車車身，既能滿足安全需求，又符合成本要求，包括附屬裝置和電池托盤在內(nèi)，重量只有430公斤。超過三分之二的殼體由高強度冷成型鋼制成，強度約600 —— 1200兆帕，只有大約11%是高溫復雜成型的高強度鋼。另外，蒂森克虜伯公司使用強度非常高的混合鋼材，生產(chǎn)電池托盤。
對于其他電池托盤項目，該公司開發(fā)了一種加強型深拉鋼盤，其成本約為同類鋁材的一半，重量僅增加7%。Patberg認為，這些例子證明鋼材在輕量化設計方面仍然具有潛力。更重要的是，可以在優(yōu)化成本的情況下，獲得完美的車體結(jié)構(gòu)。
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