金属材料在现代汽车制造中的应用及发展方向
现代车用金属材料发展方向
近年来,工业发达国家对汽车的发展提出了节约能源、防止环境恶化和改进汽车安全性等几个主要目标。这些目标的提出反映了当今的汽车存在着下述问题:消耗燃油过多,使地球的剩余石油储量和供应告急,汽车发展业已遇到了能源上的制约因素汽车排放废气过多,废气的有害成分危及大气环境,对城市特别不利,这也是地球气候变暖的重要因素之一;此外,汽车报废量大,每年报废车辆的物资回收不完全,致使汽车废弃物严重污染了环境,这使汽车的发展又已遇到环保上的制约因素;汽车使用中事故频发,危及行人及乘客的生命、健康,这又使汽车的发展也遇到安全上的制约因素。可持续发展涉及面极其广阔,诸如人口、资源、工业、农林牧渔业、城市发展等等,无所不包,而汽车以其在现代社会中的重要作用,也处处遇到这个主题。寻求汽车业可持续发展通路,克服制约其发展的障碍,是汽车发展和汽车材料技术开发的重要动力和追求目标。随着科学技术的飞速发展现代汽车制造材料的构成发生了较大的变化高密度材料的比例下降,低密度材料则有较大幅度的上升,可以说,从90年代开始,汽车材料已逐步向轻量化、节省资源、高性能和高功能方向发展。
常见车用钢材
长期以来,钢铁一直是制造汽车的主要材料,在汽车用钢中,合金钢比例较高。国外不少汽车采用含Cr、Ni、Mo等元素的结构钢和含Co量很高的永磁材料,但这些资源都较稀缺,节约合金资源成为指导汽车材料开发和应用的方针之一。构成汽车的零件约有两万多个,在这些零件中,使用了各种各样的材料。其中86约是金属材料,而在金属材料中,钢铁材料占了80。90年代,日本汽车制造业对钢铁材料的消费中冷轧薄板占37,热轧薄板占33,特殊钢占24;另外铝铸材料的83都是用于汽车制造上这对日本经济界的发展产生了很大的影响。钢铁材料的理论强度约为14000MPa,直径为1~2μm的铁单晶体试棒可接近这个理论强度,但实际使用材料的最大强度只有2000MPa。从宏观上看是由于材料的缺陷,从微观上看是由于结晶的缺陷,所以,为得到强度高而便宜的钢铁材料,应尽量进行各种各样的研究,减小这些缺陷。汽车的车体钢板,以前使用的是容易成型的软质钢材。为适应轻量化的需求,后来开发了高张力钢板。这种钢板具有成型性好、强度高,板材薄的优点。高张力钢板是在原有钢板基础上添加固溶强化型元素硅、锰等和析出强化型元素铌、钛等,并在r