智数汽车大数据麦克恒通汽车轻量化在线
查看: 78|回复: 0
收起左侧

[不锈钢] 汽车零部件用不锈钢材

[复制链接]
发表于 2020-4-16 12:39:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

亲,赶快注册吧,有更多精彩内容分享!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
近年来,不锈钢将成为一种潜在的新型轻量化材料。不锈钢在汽车制造中的应用历史虽不长,但它主要用于制造汽车发动机的零部件,而作为轻量化的材料应用于结构零件的试验和试制研究是发展趋势。

  中国汽车市场已进入以大众消费为基础的成长发展期,2007年汽车产销量达到880多万辆,预计中国汽车保有量将在本世纪30年代中期接近或超过美国。除了中国居民生活水平不断提高外,中国的道路条件、汽车制造技术能力、燃料供应、人力素质等市场成长是中国汽车产业进入成长期的主要支撑。

  1.不锈钢是汽车用钢的发展趋势之一

  我国汽车用优质钢材约占汽车用钢材量的30%,钢铁占生产成本比重为25%左右。低油耗、轻量化、低排放污染和安全性成为当今汽车工业发展趋势。

  近年来,不锈钢将成为一种潜在的新型轻量化材料。不锈钢在汽车制造中的应用历史虽不长,但它主要用于制造汽车发动机的零部件,而作为轻量化的材料应用于结构零件的试验和试制研究是发展趋势。

  据初步统计,近15年来,美国汽车制造业使用不锈钢的数量显著增加。实际生产中大多数车型的发动机排气系统采用不锈钢,估计每辆车的不锈钢使用量在23Kg左右,每年生产1500万辆汽车,推算大约每年使用40多万吨不锈钢。

  日本汽车工业协会一份调研报告显示:2002年比1983年,汽车中的不锈钢材的用量增加了3倍多。

  2. 汽车排气零件用铁素钢不锈钢

  自20世纪70年代后期,汽车排放法规日益严格,为改善催化效率,降低排放,不断地提高发动机排气温度,排气歧管工作温度由750~800℃提高到900~950℃,甚至更高。为提高燃油经济性,也需减轻车重。排气岐管及紧固件由优质碳素钢转换为不锈钢,消声器废气温度提高,加重了腐蚀程度,也必须采用不锈钢。

  排气系统应用不锈钢的种类。根据汽车零部件工作条件,选择钢种。奥氏体型304(06Cr19Ni10)为传统不锈钢。铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比,生产成本低、线膨胀系数小,导热系数大。近年来,汽车排气零部件用不锈钢中,80%已是铁素体不锈钢,见表1所示。



  铁素体型不锈钢比奥氏体型不锈钢有更优良的高温性能,价格也便宜。

  日本轿车排气系统用不锈钢,由于排气温度的提高,排气岐管用不锈钢由SUH409L制成。美国汽车制造业排气系统应用不锈钢T409,T439,AL409,436S等。

  由于排气系统服役条件更加恶劣,排气温度升高至950~1000℃,排气岐管用不锈钢由SUH409L(低等级)、SUS430JIL(高等级)进展到高性能材料SUS444(019Cr09Mo2NbTi)。消声器系统温度可达到300℃,用材也有类似的变化。由于市场竞争日益激烈,低成本材料成为新的开发动向。

  在许多情况下,汽车排气系统设计成复杂形状,以适合于有限的车体空间,紧固件优先考虑的是耐热性,第二位才是考虑的高成形性,许多汽车零部件企业强烈要求开发兼备这两种钢的优点的不锈钢。具体地说,这意味着开发具有高耐热性(高温强度、高温疲劳性能和热疲劳性能)等同于或优于SUS444和高成形性能与304相同的奥氏体型不锈钢。

  我国生产轿车排气系统用不锈钢,奥氏体型不锈钢主要是304,309,321等,铁素体型不锈钢主要409,429,432,436,439,441,444等。排气系统应用的奥氏体型不锈钢,由于高额进口关税,已完全在国内采购,铁素体型不锈钢由于牌号少,性能不如国外产品稳定等原因,当前重点开发新产品形成系列,含铌铁素体不锈钢是开发重点。409Ti在冷端应用有严重的晶间腐蚀现象,加入少量铌,改善铁素体型不锈钢耐蚀性、高温强度、抗氧化、抗蠕变性能,铁素体型不锈钢Nb-Cu合金化、Nb-Mo合金化,耐蚀性、耐热性好。国外采用11CrSiNbTi,12CrTiNbAl,18CrTiNb,13CrTi4Al等。

  3.汽车零部件使用不锈钢实例

  具有减轻质量潜力的不锈钢材料主要为高强度不锈钢。如AISL301L(0.02%C-17.3%Cr-7%Ni-1%Mn-0.15%N)钢试制的汽车防撞弓形梁、档板等零部件,减轻质量幅度一般在15%左右。

  对原碳素钢设计和不锈钢的轿车前侧弓形梁的碰撞特性进行分析,在保持车辆安全性的条件下,单纯的材料替换(用屈服极限为880MPa的冷作不锈钢板),部件的质量即可由28.1Kg下降到20.1Kg,减轻质量幅度为28.5%,而采用液压成型工艺,可将原来的多零部件设计简化为一个零件,减轻质量效果可进一步提高到33.8%。对保险杠的研究也得到了类似的效果,将不锈钢后保险杠板材的厚度由74mm减为58mm,零件质量减轻达39%。

车身新材料
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则