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铝和钢,谁将成为汽车轻量化的赢家?

2024-03-03 23:13 发布

如今,各大车企纷纷加大材料研发费,致力于研发新款合金及材料,以提升其性能表现。同时,车企也在改善其最新的焊接及成形技术,为各类材料及合金的制作提供支持。这些投入的目标只有一个:在实现轻量化的同时降低排放量。为了满足日益严苛的排放标准,汽车行业需要采用各种铝合金、高强度钢、镁、复合材料(如碳纤维)和塑料等。因此,钢材和铝材行业的技术研发也逐渐加大。例如,美国铝业公司(Alcoa)的最新技术突破是Micromill连铸技术,该技术可大幅降低成本,缩小高强度钢与铝质车身薄板(ABS)间的差距。相较于传统轧制工艺,该技术只需20分钟就能将熔融金属加工为铝质卷材。这将刺激许多制造商纷纷转向ABS。未来,汽车行业领军材料的争夺战将在铝材与钢材之间展开。

目前,铝材在汽车应用上的占比在不断提升。而钢材则力图凭借汽车用先进高强度钢(AHSS)的各类产品,与铝材争夺汽车材料的领军地位。除了安全性的客舱(车顶纵梁、前后纵梁)等个别重要车辆区域外,车企已拥有采用铝材制造整个白车身(未上漆的车身)的能力,旨在实现大幅减重并提升车辆性能。这解释了为何所有主流车用铝板制造商(如诺贝丽斯、爱励铝业、Amag、肯联铝业等)均大力研发新款5xxx及6xxx车用铝合金,并不断改善其性能(如延展性和伸长性)。这些特性对汽车应用至关重要。在大多数情况下,这类铝合金将成为高强度7xxx铝合金的替代品,其抗拉强度高达700 MPa,且成本已大幅降低。汽车车身(白车身、发动机罩/阀盖、车门灯)的制造商们主要采用经加工硬化的5xxx系铝镁(锰)合金及热处理的6xxx系铝镁硅合金合金(AlMgSi-alloys)。由于在轧制后进行了热处理加工,AA6016或AA6111等热处理铝板的材料强度也得到了大幅提升。

因此,谁将成为汽车轻量化的赢家?答案是铝合金和钢材。目前,铝材在汽车应用上的占比在不断提升,但钢材也在力图凭借先进高强度钢(AHSS)的各类产品与铝材争夺汽车材料的领军地位。未来,汽车行业领军材料的争夺战将在铝材与钢材之间展开。

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