معركة الحديد والالمنيوم "من الفائز؟
لفائف الألمنيوم تتنافس مع الفولاذ
لطالما كان الصلب هو المادة الرئيسية في صناعة السيارات ، ولكن مع زيادة المجتمع لحماية البيئة وتوفير الطاقة ، تميل السياسة الوطنية لاستهلاك الوقود إلى التشديد ، كما وضع المستهلكون متطلبات أعلى لسلامة المركبات ، الأمر الذي أجبر صانعي السيارات على ذلك. تسعى للحصول على مواد بناء أقوى وأخف وزنًا للسيارة: من المتوقع أن يصل استخدام الفولاذ عالي القوة إلى ذروته عند حوالي 15 في المائة من وزن السيارة بحلول عام 2020 ، وفقًا لتقرير صادر عن مركز أبحاث السيارات ، وبحلول عام 2040 ، ستنخفض هذه الحصة تدريجياً إلى ما يقرب من 5 في المائة ، عندما يكون للمواد خفيفة الوزن الأخرى مكان في أعمال مواد السيارات.
مع أقل من نصف الوزن ومقاومة أفضل للتآكل من المواد الخام للفولاذ ، كان الألمنيوم يمثل تهديدًا لصلب السيارات ، ومع ذلك ، نظرًا للسعر المرتفع نسبيًا للألمنيوم وصعوبة عمليات التصنيع والصيانة ، يفضل العديد من مصنعي السيارات القيام بذلك. استبدل الفولاذ العادي بالفولاذ الكربوني عالي القوة. لذلك ، يتم لعب اللعبة بين الفولاذ والألمنيوم في منتدى السيارات والبيئة الذي عقد مؤخرًا ، خبراء في الصناعة مثل وانغ لي ، كبير الباحثين في معهد أبحاث باوستيل ، تشو تشيانغ ، أستاذ كرسي الجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا ، ناقش تشين شومينغ ، الأستاذ في جامعة جيلين ، تشانغ هيتاو وما إلى ذلك "مسابقة الصلب والألمنيوم" في المائدة المستديرة.
يتمتع الفولاذ بإمكانيات تطبيق كبيرة وميزة من حيث التكلفة
مع التطوير المستمر لصلب السيارات ، لم يكن لدى كثير من الناس انطباعًا عن الفولاذ الكربوني المنخفض منذ عقود قليلة ، والآن أصبحت صفيحة فولاذية السيارات ضعيفة ، ولكن تم تحسين قوة الفولاذ ومقاومة التآكل بشكل كبير. المواد ، تعمل العديد من شركات إنتاج الصلب بنشاط على تطوير فولاذ خفيف الوزن وعالي القوة يمكنه منافسة سبائك الألومنيوم والمواد الأخرى ، ووفقًا للأرقام ، يلزم 212 يورو فقط من التكلفة الإضافية لكل مركبة للصلب عالي القوة لتحقيق فقدان الوزن والوقود توفير حوالي 5٪.
ما هو الوضع الحالي وإمكانات التطبيق للصلب عالي القوة في سوق السيارات في الصين؟ حلل وانغ لي هذا ، وقال إن فولاذ السيارات الحالي في الجهود المستمرة لتقليل الوزن ، "الذي يستخدم الكثير من التكنولوجيا ، واحدة من المساهمة في الفولاذ عالي القوة. على مدار العشرين عامًا الماضية أو نحو ذلك ، كان هناك مشروع IISA شاركت فيه شركة baosteel. إذا استمرت مصانع الصلب في استخدام الفولاذ من خلال تطوير مواد جديدة ، فما هي إمكانات الفولاذ؟ خلال سنوات عديدة من التطوير ، كانت آخر نصيحة أو تقنية لمصنع السيارات ، هو تطوير مجموعة متنوعة من الفولاذ عالي القوة المتقدم لا يزال في الطريق ، والثاني هو تطوير العديد من تقنيات التصنيع المتقدمة ، وفي نفس الوقت قدم مفهوم دورة الحياة الكاملة ، على سبيل المثال ، أحدث تطوير لسيارة كهربائية ، خفض وزن الجسم بنسبة تصل إلى 40٪ ، مع قوة فولاذية عالية القوة أعلى ، أكثر من 1000 ميجا باسكال بنسبة 40 ٪ ، 5 ٪ فقط من الفولاذ اللين ، والصلب من خلال قوة هذه الإمكانات لا يزال كبيرًا نسبيًا.
"من بيانات مبيعات باوستيل ، شكلت العلامات التجارية الصينية المملوكة ذاتيًا 41٪ من استهلاك الفولاذ عالي القوة في عام 2017 ، وتم بيع أكثر من 28 مليون سيارة أوروبية ويابانية وأمريكية وكورية. المواد التي توفرها baosteel عالية الجودة نسبيًا ، وسيكون متوسط المستوى الوطني لدينا أقل قليلاً من هذا المستوى. تصل نسبة استخدام الفولاذ عالي القوة في المتوسط إلى 42-45٪ من بياناتنا العام الماضي ، والتي يجب أن تكون نسبيًا منخفضة ، و 60-70٪ في الخارج. هذه الفجوة هي إمكاناتنا ".
المنافسة بينورقة الألمنيوموالصلب ، فإن الميزة البارزة للألمنيوم هي الكثافة المنخفضة ، ولتحقيق تقليل وزن الجسم ، بما يتماشى مع النسبةأول سيارة محلية ، وصل معدل استخدام مادة سبائك الألومنيوم الجديدة من جاكوار XFL إلى 75٪. سبائك الألومنيوم عالية القوة من نوع Nobelis RC5754 المستخدمة في العديد من أجزاء جسم جاكوار XFL تبلغ عائد 105-145 ميجا باسكال ، وقوة شد تبلغ 220 ميجا باسكال ، وأداء جيد في القوة ومقاومة التآكل والاتصال ومعدل الصب.
"الآن يتم استخدام المزيد والمزيد من الألمنيوم للسيارات ، خاصة لأجزاء الشاسيه ، بالإضافة إلى الهيكل ، والآن تستمر الكثير من السيارات في السير على هذا الطريق. هناك بعض المشاكل في الإطار المصنوع بالكامل من الألومنيوم ، ولكن يتم العمل على حلها . "قال Zhang haitao ، الباحث في جامعة soochow ،" لماذا نستخدم إطارات الألمنيوم بالكامل؟ التكلفة الأولى منخفضة نسبيًا ، قد تكون تكلفة السيارة الصغيرة بضعة آلاف من اليوانات ، والأهم هو تصميم القسم معقد للغاية ، ويكون ثني الألمنيوم والصلابة الالتوائية أفضل من الفولاذ.
بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع الألمنيوم باستعادة أفضل للموارد ودورة حياة أطول من الفولاذ. قال تشو تشيانغ ، "معدل فقدان إعادة التدوير للألمنيوم هو فقط من 5 إلى 10 بالمائة. إذا كان الفولاذ يصدأ ، فمن الصعب جدًا استعادته. تتمتع سبائك الألمنيوم بمزايا على المدى الطويل ، فإذا كانت العجلات من الألمنيوم ، فلدينا الآن إجماع على أن عجلات سبائك الألومنيوم يجب أن تكون أفضل من الفولاذ ، لأن الفولاذ يسهل لمس الصدأ ، ولا يهم كشط سبائك الألومنيوم ، فهذا الصلب عالي الأداء ليس كذلك طريقة للمقارنة ، أداء مركب سبائك الألومنيوم في هذا الصدد له ميزة فريدة. "بالإضافة إلى ذلك ، تعد دورة الحياة الطويلة مهمة أيضًا لصناعة السيارات ، ويجب تصميم كل منتج مع مراعاة دورة الحياة الطويلة. للألمنيوم أيضًا ميزة في هذا الصدد ".
أشار Zhu qiang أيضًا إلى أن تركيبة سبائك الألومنيوم معقدة نسبيًا ، وكيفية إعادة تدوير التصنيف يمثل أيضًا مشكلة. منفصلين ، يتطلب الأمر الكثير من الجهد للربط بينهما ، ويستغرق فصلهما الكثير من الجهد. من ناحية ، كفاءة الاسترداد ليست عالية ، ومن ناحية أخرى ، ليس من السهل إدارتها. بالإضافة إلى ذلك ، هناك الكثير من المشكلات التي ينطوي عليها إعادة تدوير الألمنيوم ، مثل الاستخدام المنخفض ، ويمكن استخدام إعادة التدوير الجيد للألمنيوم لصنع شيء غير مهم ، فإن الأشياء التي يمكن أن تكون جيدة تنتهي بقيمة منخفضة ".
فيما يتعلق بخصائص إجهاد المواد ، يعتبر الألمنيوم أكثر خطورة من الفولاذ ، والمعالجة محدودة. "يتم التحكم في أداء التعب للمكونات الرئيسية للمركبات ليس فقط من خلال خصائص المواد نفسها ، ولكن أيضًا من خلال عيوب المواد. قدرة أكسدة الألمنيوم قوية جدًا ، وهذه العيوب لها تأثير كبير نسبيًا على أداء التعب للمكونات ، ومن السهل جدًا حدوث خطأ. لا يتأكسد الفولاذ كثيرًا كما أن عيوبه لها تأثير منخفض نسبيًا على أداء التعب ". Zhu qiang قال ، "فقط مع طرق لا يمكن أن تكون مكونات معقدة ، يجب معالجة التشكيل ، وإلا فإنه لا يمكن أن يلبي احتياجات التصميم الإنشائي. بشكل عام ، هناك نوعان من الحدادة ، إما التخلي عن التحسين الهيكلي أو إعادة المعالجة. ومع ذلك ، بمجرد تلف سطح سبائك الألومنيوم ، سينخفض أداء الإجهاد ، وسترتفع التكلفة مرة أخرى. هذه هي المشاكل التي تحتاج سبائك الألومنيوم للتغلب عليها ، ومن الممكن استبدال الفولاذ بعد حل هذه المشاكل ".
