蒂森克虜伯公司推出全新輕型鋼材
更高強(qiáng)度和剛度且更易成形
據(jù)外媒報(bào)道，在德國維爾茨堡舉行的輕量化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中，鋼依然是最有用的輕量化材料。”因此他們公司開發(fā)出新鋼種，不僅具有更高的強(qiáng)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?yàn)殇摰膹?qiáng)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(shí)現(xiàn)電池續(xù)航里程最大化這一首要目標(biāo)，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(jì)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(fù)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(dǎo)致能耗更高，重量和驅(qū)動力的增加也將提升底盤的負(fù)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(shí)，由于電動交通成本高，造價(jià)低的輕型鋼結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用。
蒂森克虜伯公司有針對性地補(bǔ)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(fēng)險(xiǎn)，而且實(shí)現(xiàn)“成本的可持續(xù)性并節(jié)能”。
另一項(xiàng)創(chuàng)新是高強(qiáng)度冷成型鋼的新制造工藝，強(qiáng)度可達(dá)1200兆帕。第一步是通過簡單的工具，制成預(yù)制件，不考慮回彈變形。然后使用標(biāo)定工具，通過抗壓應(yīng)力疊加精準(zhǔn)測定回彈，最終將預(yù)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(fù)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(qiáng)度冷成型鋼制成，強(qiáng)度約600 —— 1200兆帕，只有大約11%是高溫復(fù)雜成型的高強(qiáng)度鋼。另外，蒂森克虜伯公司使用強(qiáng)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(xiàng)目，該公司開發(fā)了一種加強(qiáng)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(rèn)為，這些例子證明鋼材在輕量化設(shè)計(jì)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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