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汽车大梁用钢的研究及发展动向

汽车大梁钢是在制造汽车大梁时,制造厂商所使用的厚度为2.5~12.0mm 范围的钢板。因为汽车大梁形状不规则,较为复杂化。因此在制造过程中需要注重强度的数值大小。同时也要注重冲压性能以及冷弯性能。天津汽车大梁是各类重型汽车以及使用性能要求较高汽车的重要组成部件。近年,我国汽车产量保持飞速增长使汽车大梁板消费量大幅上升。国内具有热连轧生产线钢铁企业普遍开始生产研发高强度等级汽车大梁板,但生产水平与研发进度不一。


  1 、我国天津汽车大梁板的生产现状


  在上个世纪50 年代左右,我国的“解放牌”汽车上的大梁采用的就是16Mn 材料,这即为我国汽车大梁板研发的开始。汽车大梁板的研发生产经历了强度从低到高的过程,从低强度的420L 逐渐到高强度510L、610L 等。最近,我国钢铁企业的装备水平和生产技术水平快速提高,国内凡是具备热连轧宽带钢生产线的钢铁企业已经普遍掌握510L、610L 的生产技术,可实现批量生产。少数企业具备了生产700MPa 及更高强度级别汽车大梁板的能力。


  国内外目前在生产汽车大梁板方面采用的方式基本相似,大多使用连铸中厚板坯- 热连轧的方式。在材料设计上大多数采用使碳含量降低的方法,并且加入钒、铌、钛等合金。目前在国内各生产企业在生产汽车大梁板的时候有如下三种选择:中厚板轧机、常规热连轧和薄板连铸连轧。热连轧生产的效率高,而且600MPa 级以下汽车大梁板生产技术的成熟稳定,目前,国内90%以上的大梁板是用热连轧生产,少数企业考虑生产线的相互协调,提高生产组织的灵活性,缩短交货周期等因素把在厚度6mm 以上的汽车大梁板安排在中厚板轧机生产,但产量很小。CSP 与常规热连轧相比具有一定的优势,尤其是薄规格产品未来的市场需求量将越来越大,优势将愈加明显。


  根据调研掌握的汽车产量、消费单耗、库存变化等因素预测,2012 年我国汽车大梁板的产量约210 万t,其中700MPa 级以上汽车大梁板的产量较低,占比不超过5%,主要有市场需求量不大,根本原因在于三个方面,一是由于汽车行业设计对的高强度级别产品的用量不大;二是高强度钢板的价格较高,不利于汽车企业降低制造成本;三是钢板在冷成形性能、质量稳定性、易焊接性等方面还有提高的空间。


  2 、我国汽车大梁板消费现状


  2。1 消费总量


  由数据显示在2012 年,我国的汽车出售数量上涨幅度较大,达到1930.64 万辆,其中货车(含非完整车辆、半挂牵引车)累计产量324.17 万辆,客车(含客车非完整车辆)产量50.64 万辆。汽车大梁板主要用于货车和客车。根据近年来我院对中国重汽、长春一汽、东风汽车、宇通客车等企业的调研情况,掌握了不同车型汽车大梁板的单耗,以及2012 年我国分车型车辆产量,综合估算,2012 年我国汽车大梁板的消费量196.6 万t。


  2.2 品种及规格


  目前,我国汽车大梁板应用的主要牌号有16MnL、09SiVL、4系列5 系列居多,其中510L 的市场需求量最大,其次是610L,两者合计消费量超过汽车大梁板总消费量的85%。此外,部分车型的副梁用普碳钢及优质碳素结构钢等,牌号有Q195、Q235、35 号和45 号等。


  2。3 汽车大梁板消费预测


  在2013 年一季度,我国汽车的销售数量突破540 万辆大关,同比增长突破13%,展现了良好的上升趋势。2015 年我国整车产量达到2500 万辆,其中乘用车2031 万辆,商用车469 万辆。依据不同车型的大梁板单耗计算,至2015 年,我国汽车大梁板的消费量将达到290 万t。


  3、 汽车大梁板典型生产企业


  目前国内汽车大梁板生产量较大、产品综合性能突出的企业是宝钢、攀钢、武钢和鞍钢等。各家企业大多采用的工艺是前文所说的降低碳含量,加入各种合金元素的方法。选择使用不同的控轧以及控冷的技术来使得所制造材料的强度及材料的成型性能得到更好的配合。在各个企业中,所使用的合金也各不相同。


  4 、汽车大梁板的发展趋势


  最近几年,由于工业现代化进程的飞速提高,汽车产销量保持高位增长,汽车大梁板的需求量正在迅速上升。各个汽车生产企业为了实现节能减排的目标,尽量在保证安全性能的同时降低汽车重量。在重型载货汽车方面,发达国家已采用700MPa 的高强钢制作大梁,这样可以取消车中纵梁的加强版,可以使得自身的质量得到减轻。从目前欧美日在汽车轻量化材料研发历程来看,将来600MPa,700MPa 级汽车大梁板将成为市场需求的主流。它不仅符合了强度的要求,还兼顾了成形性,韧性等优点,同时抗疲劳的性能也很优秀。随着汽车工业的日益发展,汽车承载能力的高低、使用寿命的长短、节约能源以及材料等方面的要求会日益提高,用更高强度的钢板生产制造汽车大梁已成为众所周知的发展趋势。


  5 结语


  目前,我国汽车大梁板的市场需求以510L 和610L 为主,但能够生产700MPa 级以上汽车大梁板的企业数量不多。部分企业只想着提高钢板的冷成形性能与焊接性能,使钢中含碳量降低,但是由于屈强比的因素,使得钢板的性能不稳定,因此高强度钢的成形技术没有完全解决。



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