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蒂森克虜伯公司推出全新輕型鋼材

 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(shè)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(shè)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。

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Lothar Patberg說,2021年,幾乎四分之三的新車都采用鋼制車身?;旌辖Y(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??煽康牟牧稀?/p>

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(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?;谶@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(yīng)用。

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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(fēng)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(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。

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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(fù)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(rèn)為,這些例子證明鋼材在輕量化設(shè)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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