买车时你注意到这个数值了吗?抗拉强度和屈服强度对汽车的影响

   日期:2024-06-08     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:264    评论:0    
核心提示:在汽车钢结构设计过程中,屈服强度指标确实比抗拉强度指标重要的多,但不是说只要选用屈服强度大的钢材就行,一辆汽车上用到的高强钢并不是只有一种,不同的部位会使用不同的钢种,而且不同的部位对钢种强度的要求也都不一样。

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简单来说,屈服强度就是“需要多大的力才能使金属变形”,那抗拉强度又是什么呢?简单来说,抗拉强度就是“需要多大的力才能使金属断裂”。

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通常弯曲一块钢材比折断它更容易,因此同一块材料的抗拉强度大于屈服强度。

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假设有A、B两辆轿车,A车关键位置钢板的抗拉强度为 ,B车关键位置钢板的屈服强度为 。根据上述解释,我们可以知道B车钢板的抗拉强度肯定远高于 。那么当两辆车受到同样的冲击力时,A车钢板会断裂,而B车钢板只会变形,不会断裂。

对于一辆车来说汽车用钢材牌号,破损比变形给乘客造成的危害更大,所以从安全性能上来说,B车比A车更安全。

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在汽车钢结构设计过程中,屈服强度指标确实比抗拉强度指标重要得多,但并不代表只需要使用屈服强度高的钢材,一辆车使用的高强度钢材不只一种,不同的部位会用到不同类型的钢材,不同的部位对钢材的强度要求也不同。

在汽车设计开发中,主要有三大功能模块关心材料的屈服强度和抗拉强度:冲压、安全、耐久。对于冲压而言,汽车减震器、弹簧座、油封座、底盖、油缸、支架等都属于汽车冲压模块。一般来说,材料的屈服强度越低,抗拉强度越高,越容易成型。

对于安全性,不同区域有不同的要求,吸能区希望具有一定的屈服强度,同时抗拉强度尽可能高,使材料在变形时吸收尽可能多的能量。乘员舱希望材料屈服强度尽可能高汽车用钢材牌号,这大致是在保证人员安全和车身有效安全空间之间的权衡,太软就没有生存空间,太硬又容易让人撞到墙上一样受伤。

对于疲劳耐久性而言,在一定的屈服强度范围内,同种钢材的屈服强度越高,耐久性越好。

总之,这两个实力指标相辅相成,我们不能盲目追求其中之一。

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也许老解放卡车就是这样的,经常听到老司机夸赞老解放卡车的钢板多厚,现在大多数人还是认为钢板越厚,抗冲击能力越强。厚钢板、重车身、稳底盘才能保证行驶平稳安全,所以“皮薄皮厚”也成了商家欺骗消费者的噱头之一。

事实上,钢板越厚,车身就越重,这并不会带来性能上的提升,只会增加油耗。

汽车的稳定性主要来源于空气动力学而非自身重量。在保证汽车强度、模态性、安全性能的前提下,尽可能减轻汽车自重,可以有效降低能耗,减少尾气污染。研究表明,汽车自重每减轻100公斤,百公里可节省燃油0.3-0.5L,还可以提高汽车的动力性和操控性,使车辆具有更好的制动响应,缩短制动距离。

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汽车生产的主要工序是冲压,要求汽车车身用钢板易于成形、回弹小、冲压时对模具的磨损小。汽车用钢板从有屈服强度的软钢,经过双相钢、相变诱导塑性钢、多相钢、马氏体钢发展而来,屈服强度一路提高。整个发展过程的规律是强度越来越高,金相组织中马氏体成分越来越多,但同时切削加工性越来越差,成形难度越来越大,冲压回弹很大。这时就出现了全铝车身结构,最早在奥迪A8车型上运用。

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捷豹全铝车身

然而,铝车身结构较高的成本限制了其大规模应用,仅应用于顶级车型,因此人们的目光最终又回到了钢材上。

从钢板的金相组织分析,若要求容易成形,钢板中铁素体和奥氏体组分要尽量多,但铁素体和奥氏体的强度很低;若要求高强度,马氏体组分要尽量多,但马氏体很脆,不易变形。汽车用钢板技术发展暂时遇到了瓶颈。

事实上,汽车钢板中的马氏体组织不仅可以通过钢板的形变相变获得,还可以通过热处理获得,因此一种新的思路应运而生。

人们开发了一系列新型钢板,典型牌号为,成分如下图所示。由于这些钢板的主要强化元素为硼,所以又称为硼钢。

原始金相组织为铁素体+珠光体,加热到900摄氏度左右时转变成奥氏体,再在模具中液压成形淬火,转变成100%高强度马氏体组织,成形性能好,成形后强度高,性能十分优越。

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这就是汽车宣传册上经常提到的热成型钢。热成型钢最突出的特点是强度极高、成形性能好、冲压回弹几乎为零。理论上,使用热成型钢的汽车与完全不使用热成型钢的汽车相比,可以在不改变安全性的情况下减轻重量30%,或者在不改变重量的情况下提高强度30%。

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几乎所有品牌都会谈及这个指标,尤其是一些三线小品牌,在高强度钢的用量上互相比拼,真假难辨。但你见过路虎、悍马、凯迪拉克宣传自己用了多少热成型钢吗?

销售员说对了一件事,如果整车都是热成型钢,那你真的买不起。如果你看到促销说整车 60% 都是热成型钢,但价格只有几十万,请避免购买。

除了价格太贵,真正的原因是好钢要用在关键的地方。这类钢材主要用于车身防侵入部位,现在也慢慢拓展到吸能部位。防侵入部位是包裹汽车乘客舱的结构件,主要包括A、B、C柱、车顶和底部侧梁、地板梁、前后车身吸能区等。这些平时看不见的部位,却是决定车辆安全的关键部位。相反,我们平时见到的车身覆盖件,都是由易成型、价格低廉的低强度钢板制成的。

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某品牌车身用钢强度图

当你在厂家的宣传上看到“我们的车身采用的是高强度钢”这样的标语时,千万不要误以为整辆车都是这种钢材,其实,或许只有四门防撞梁达到了这种强度。

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