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長期以來，鋼鐵一直是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)，在一般車身結(jié)構(gòu)材料中，鋼鐵材料用量超過85%。雖然汽車制造中鋁合金、鎂合金、塑料及復(fù)合材料的用量不斷增加，但高強度鋼以其具有的高減重潛力、高碰撞吸收能、高疲勞強度、高成型性等優(yōu)勢，依然是目前汽車車身的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料。
根據(jù)統(tǒng)計，目前高強度鋼在國外先進車型上的應(yīng)用比例已達到65%-70%之間。各家車企對于高強度鋼的叫法雖有所區(qū)別，但基本具有相似的力學(xué)性能。高強度鋼的抗拉強度和屈服強度都要高于普通鋼，所以是保證汽車輕量化而又提高安全性能的主要材料。
熱成型工藝為高強度鋼應(yīng)用帶來革命性突破
常規(guī)高強度鋼雖然有很高的抗拉和屈服強度，但在室溫下不僅變形能力差，而且塑性變形范圍窄，所需沖壓力大，容易開裂。同時成型后零件的回彈增加，導(dǎo)致零件尺寸和形狀穩(wěn)定性變差。因此，傳統(tǒng)的成型方法難以解決高強度
熱成型工藝是將常溫下的高強度鋼板加熱到880-950℃，然后送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成型，最后快速冷卻，使沖壓件得到硬化。熱成型技術(shù)有利于對零件尺寸進行精確控制，并大幅度提高強度與減輕零件重量。
以今天剛剛上市的全新途安(參配、圖片、詢價)L為例，其白車身范圍共有21個采用熱成型工藝的高強度鋼零件，分布于前縱梁、后縱梁、A柱、B柱、中央通道、前圍、地板橫梁等多個部位。而這些部位屬于車身安全類結(jié)構(gòu)件，承擔(dān)保護乘員艙的主要責(zé)任，因此要求具有很高的力學(xué)性能、成型性能、焊接性能，特別是較高的抗侵入能力和吸能能力。全新途安L使用的熱成型零件抗拉強度已經(jīng)達到1300MPa，遠遠超越普通超高強度鋼的性能要求。
車身鋼板不是越厚越好，“薄”而“強”才是潮流
汽車車身鋼板并不是越厚越好，過厚的鋼板不僅會徒增車身重量，影響燃油經(jīng)濟性和操控穩(wěn)定性，而且更會因為強度分布的不合理，導(dǎo)致本應(yīng)受到保護的乘員艙承擔(dān)更多的吸能責(zé)任，從而不能很好地起到保護作用。
因此，現(xiàn)代汽車車身設(shè)計遵循的是“好鋼用在刀刃上”的需求設(shè)計原則。一方面在保證滿足車身碰撞安全性的前提下，最大限度實現(xiàn)車身輕量化;另一方面則是通過車身零件強度的合理分布，達到使不同部位吸能而保護乘員艙的目的。
“變截面”和“變強度”，完美調(diào)和碰撞安全與輕量化的“矛盾”
采用熱成型工藝的高強度鋼為現(xiàn)代車身設(shè)計提供了有力“武器”，它良好的力學(xué)性能提高了汽車的安全性和車身強度、剛度，同時實現(xiàn)了車身輕量化，保持甚至提升車輛的動力性能、聲學(xué)性能、操縱穩(wěn)定性、燃油經(jīng)濟性等。
而熱成型工藝中，有兩個關(guān)鍵的“變”——“變截面”和“變強度”讓車身鋼板可以變得“薄”而“強”。
變截面的目的是為了在保證滿足車身碰撞安全性的前提下，通過截面厚度的變化最大限度實現(xiàn)車身輕量化。而通過輥壓時輥輪的精確控制，更能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板料厚的連續(xù)變化，如全新途安L在左右B柱的加強板和地板上橫梁的位置就采用了連續(xù)變截面的輥壓板。與傳統(tǒng)等料厚的零件和激光拼焊的零件相比，全新途安L的連續(xù)變截面鋼板零件不僅擁有同樣的碰撞安全性，而且輕量化效果顯著。
變強度則是通過車身零件強度的合理分布，達到使不同部位吸能而保護乘員艙的目的。全新途安L在后縱梁零件中采用了變強度熱成型技術(shù)，在追尾碰撞時可以使后縱梁后部變形吸能，而后縱梁前部的高強度則保證了乘員艙、油箱等關(guān)鍵部位不受擠壓。由于變強度熱成型技術(shù)比一般熱成型零件需要更加復(fù)雜的模具設(shè)計和工藝保證，因此在全球汽車公司中也僅有少數(shù)幾家掌握。
得益于這些先進的車身工藝，全新途安L的白車身相對老款車型減輕了24kg，整車質(zhì)量減輕了65kg。但在整車碰撞安全性上，全新途安L卻擁有更多的技術(shù)含量。同時，全新途安L的燃油經(jīng)濟性相比老款提升了約19%，這其中車身減重帶來的效果功不可沒。
總結(jié)
在如今高強度鋼及先進加工工藝的應(yīng)用下，車身設(shè)計輕量化已成為現(xiàn)代汽車設(shè)計的主流。而在更先進的理念指導(dǎo)下，汽車的安全性不但沒有因為車身減重而損失，反而能在發(fā)生碰撞時更大限度地保護乘員艙的完整性。車身重量的輕量化，能夠提升操控精確度，并且有效降低油耗，減少用車成本。
此外，全新途安L對車身進行的結(jié)構(gòu)性優(yōu)化，是德系品質(zhì)的直接體現(xiàn)。歷代途安在歐洲碰撞測試中連年拿到五星的評分正是對大眾在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝先進性上的最佳肯定，而全新途安L在車身結(jié)構(gòu)與工藝上的提升相信會讓其安全性更上一層樓。
