แรงผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้มีความชัดเจนและตรงไปตรงมา ทั่วโลก มาตรฐานการปล่อยก๊าซ "National Six" ของจีน ข้อเสนอ "ยูโร 7" ของสหภาพยุโรป และกฎระเบียบของ CAFE ของสหรัฐอเมริกา กำลังทำให้ข้อจำกัดด้านปริมาณการใช้เชื้อเพลิงโดยเฉลี่ยของบริษัทรถยนต์เข้มงวดขึ้นทุกปี ในเวลาเดียวกัน มาตรฐานการทดสอบการชน เช่น China Insurance Research Institute (C-IASI) และ European E-NCAP มีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกือบสำหรับความปลอดภัยของตัวรถ สิ่งนี้ก่อให้เกิดความท้าทายที่ดูเหมือนจะขัดแย้งกัน: จะลดน้ำหนักของรถเพื่อลดการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงได้อย่างไร ขณะเดียวกันก็รับประกันหรือแม้กระทั่งปรับปรุงความแข็งแกร่งด้านความปลอดภัยของตัวรถด้วย
คำตอบอยู่ที่เหล็กโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-ซึ่งแสดงด้วย 20CrMnTi
1.ข้อดีเฉพาะของเหล็กโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-: ความสมดุลแบบสามเหลี่ยมของความแข็งแรง ความเป็นพลาสติก และราคา
เหล็กโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ความนิยมในรถยนต์เป็นผลมาจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความสมดุลของต้นทุน
ยกตัวอย่าง 20CrMnTi ซึ่งเป็นเหล็กเกียร์แบบคาร์บูไรซ์ทั่วไป การออกแบบองค์ประกอบเป็นแบบทางเข้าประตู: ปริมาณโครเมียม (Cr) และแมงกานีส (Mn) ที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งและความแข็งแรงของเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไทเทเนียม (Ti) จำนวนเล็กน้อยสามารถขัดเกลาเกรนและปรับปรุงความทนทานได้ หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนมาตรฐาน "คาร์บูไรซิ่ง + การชุบแข็ง + การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ" จะสามารถรับคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม "แข็งบนพื้นผิวและทนทานที่ด้านใน"-พื้นผิวมีความแข็งสูงมาก (HRC 58-62) เพื่อต้านทานการสึกหรอ ในขณะที่จุดศูนย์กลางยังคงมีความเหนียวเพียงพอที่จะรับแรงกระแทก
ในรถยนต์ การใช้งานโดยทั่วไปคือการผลิตส่วนประกอบด้านความปลอดภัยที่สำคัญ เช่น เกียร์ส่ง เพลาส่งกำลัง และสลักเกลียวที่สำคัญ ชิ้นส่วนเหล่านี้ไม่เพียงแต่ต้องการความแข็งแรงและขีดจำกัดความล้าสูงเท่านั้น แต่ยังต้องมีความแม่นยำของมิติสูงและความเสถียรในการอบชุบด้วยความร้อนอีกด้วย อาจกล่าวได้ว่าวัสดุอย่าง 20CrMnTi เป็นรากฐานสำคัญในการทำให้ระบบไฟฟ้ามีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพสูง
2.การปฏิวัติ "การลดน้ำหนัก-" ของโครงตัวถังรถ: ความแข็งแกร่งที่สูงขึ้น วัสดุที่บางลง
สนามรบหลักสำหรับการลดน้ำหนักอยู่ที่ร่างกาย-ใน-สีขาว (ลำตัวเป็นสีขาว) ตรรกะนี้ตรงประเด็นกว่า: การใช้แผ่นเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงกว่า- จะทำให้สามารถลดความหนาของวัสดุในขณะที่รับประกันประสิทธิภาพการชนที่เทียบเท่าหรือดียิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักได้
การใช้วัสดุของตัวถัง-ใน-สีขาวของรถยนต์ยุคใหม่แสดงให้เห็นการไล่ระดับสีที่ชัดเจน:
| พื้นที่ส่วนประกอบ | ข้อกำหนดด้านวัสดุ | ประเภทเหล็กทั่วไป | เอฟเฟกต์น้ำหนักเบา |
| เสา A/B, คานป้องกัน- | มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ-และดูดซับพลังงานได้ | เหล็กขึ้นรูปร้อน- (PHS ความต้านทานแรงดึงมากกว่า 1500MPa) | ให้การปกป้อง-ชั้นบนสุดด้วยความหนาบางมาก ส่งผลให้น้ำหนักลดลงอย่างเห็นได้ชัด |
| คานกันการชนประตู- ชิ้นส่วนเสริมโครงแชสซี | มีความแข็งแรงสูงขึ้นรูปได้ดี | เหล็กดูอัล-เฟส (DP), เหล็กมาร์เทนซิติก (MS, ความแข็งแรง 800-1200 MPa) | ทดแทนเหล็กกล้าคาร์บอนสูง-แบบเดิมเพื่อลดน้ำหนักลง 10%-20% |
| หลังคา, ฝาครอบอะไหล่ | ขึ้นรูปได้ดีและมีคุณภาพพื้นผิว | เหล็กอบ-เหล็กชุบแข็ง (BH), เหล็กไอโซโทรปิก (IS) | ลดน้ำหนักได้ปานกลางโดยยังคงรักษาคุณภาพรูปลักษณ์ไว้ |
3.ปฏิกิริยาลูกโซ่ของห่วงโซ่อุตสาหกรรม: จากโรงถลุงเหล็กไปจนถึงการประชุมเชิงปฏิบัติการ
สำหรับโรงงานเหล็ก เหล็กที่มีความแข็งแรงสูง-สำหรับรถยนต์ได้กลายเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความแข็งแกร่งทางเทคนิคและการเติบโตของผลกำไร Baowu, Angang และบริษัทใหญ่อื่นๆ ไม่เพียงแต่นำเสนอเกรดเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง (เช่น เหล็กขึ้นรูปร้อน-เกรด 2000MPa) แต่ยังให้ความร่วมมืออย่างลึกซึ้งกับบริษัทรถยนต์เพื่อมีส่วนร่วมในการออกแบบชิ้นส่วนตั้งแต่ระยะ EVI (การแทรกแซงในระยะแรก) เพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการผลิตวัสดุ
สำหรับองค์กรด้านชิ้นส่วนและ OEM การอัพเกรดเทคโนโลยีการประมวลผลนำมาซึ่งความท้าทาย เหล็กที่มีความแข็งแรงสูง-มีความแข็งสูงและมีความยืดหยุ่นสูง ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดใหม่สำหรับการออกแบบแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป เทคโนโลยีการเชื่อม (เช่น การเชื่อมด้วยเลเซอร์และพารามิเตอร์การเชื่อมอาร์ก) และเทคโนโลยีการเชื่อมต่อ ตัวอย่างที่เข้าใจง่ายคืออัตราการสึกหรอของแม่พิมพ์ของการปั๊มแผ่นเหล็กเกรด 1000MPa อาจมากกว่าแผ่นเหล็กธรรมดาหลายเท่า
4.บทสรุป
รถยนต์นิยมใช้เหล็กกล้าโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง- เช่น 20CrMnTi ไม่ใช่การเปลี่ยนวัสดุง่ายๆ เป็นโครงการที่เป็นระบบขับเคลื่อนด้วยนโยบาย ขับเคลื่อนโดยตลาดและได้รับการสนับสนุนจากเทคโนโลยี ซึ่งตอบสนองต่อข้อเสนอของยุคน้ำหนักเบาและปลอดภัยได้อย่างแม่นยำ สำหรับซัพพลายเออร์วัสดุ นี่หมายถึงโอกาสทางการตลาดที่ยิ่งใหญ่ สำหรับบริษัทรถยนต์ นี่เป็นหลักสูตรภาคบังคับเพื่อสร้างความสามารถในการแข่งขันหลักของผลิตภัณฑ์ ใน “การแข่งขันลดน้ำหนัก” นี้ ใครก็ตามที่ควบคุม “กระดูกแข็ง” เหล่านี้ได้ดีกว่าจะมีโอกาสชนะถนนที่ดีกว่าในอนาคต
