Aluminiumblechspule konkurrieren mit Stahl

Stahl war schon immer das Hauptmaterial im Automobilbau. Aber mit der immer höheren Stimme der Gesellschaft für Umweltschutz und Energieeinsparung tendiert die nationale Kraftstoffverbrauchspolitik dazu, sich zu verschärfen, und die Verbraucher stellen auch höhere Anforderungen an die Fahrzeugsicherheit, was die Autohersteller dazu gezwungen hat Streben nach stärkeren und leichteren Fahrzeugbaumaterialien. Laut einem Bericht des Zentrums für Automobilforschung wird erwartet, dass der Einsatz von hochfestem Stahl bis 2020 bei fast 15 Prozent des Fahrzeuggewichts seinen Höhepunkt erreichen wird. Bis 2040 wird dieser Anteil schrittweise sinken fast 5 Prozent, wenn andere Leichtbaumaterialien einen Platz im Automobilwerkstoffgeschäft haben werden.

Mit weniger als der Hälfte des Gewichts und einer besseren Korrosionsbeständigkeit als der Rohstoff Stahl stellte Aluminium einst eine Bedrohung für den Automobilstahl dar. Aufgrund des relativ hohen Preises von Aluminium und der schwierigen Herstellungs- und Wartungsverfahren ziehen es jedoch viele Autohersteller vor Ersetzen Sie gewöhnlichen Stahl durch hochfesten Kohlenstoffstahl. Daher wird das Spiel zwischen Stahl und Aluminium gespielt. Auf dem kürzlich abgehaltenen Automobil- und Umweltforum haben Experten der Branche wie Wang Li, Chefforscher des Baosteel-Forschungsinstituts, Zhu Qiang, Lehrstuhlprofessor der Southern University of Science and Technology, Chen Shuming, Professor der Universität Jilin, Zhang Haitao und so weiter, diskutierte den „Stahl- und Aluminiumwettbewerb“ am runden Tisch.

Stahl hat großes Anwendungspotential und Kostenvorteil

Mit der kontinuierlichen Entwicklung von Automobilstahl ist Automobilstahl nicht vor ein paar Jahrzehnten der Eindruck vieler Menschen von kohlenstoffarmem Stahl, jetzt wird die Automobilstahlplatte dünner, aber die Stahlfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit wurde stark verbessert, um der Herausforderung von neuem gerecht zu werden Materialien entwickeln viele stahlerzeugende Unternehmen aktiv leichten und hochfesten Stahl, der mit Aluminiumlegierungen und anderen Materialien konkurrieren kann. Den Zahlen zufolge sind nur 212 Euro Mehrkosten pro Fahrzeug für hochfesten Stahl erforderlich, um Gewichtseinsparungen und Kraftstoff zu erzielen Einsparungen von etwa 5%.

Wie ist die aktuelle Situation und das Anwendungspotenzial von hochfestem Stahl auf dem chinesischen Automobilmarkt? Wang Li analysierte dies und sagte, dass der aktuelle Automobilstahl in den kontinuierlichen Bemühungen um Gewichtsreduzierung „die viel Technologie einsetzten Beitrag ist hochfester Stahl. In den letzten 20 Jahren gab es ein iisa-Projekt, an dem baosteel beteiligt war. Wenn Stahlwerke weiterhin Stahl verwenden, indem sie neue Materialien entwickeln, welches Potenzial hat Stahl? Durch so viele Jahre der Entwicklung, der letzte Rat oder Technologie für die Autofabrik, ist es immer noch eine Vielzahl von fortschrittlichen hochfesten Stählen zu entwickeln Auf dem Weg ist die zweite, viele fortschrittliche Fertigungstechnologien zu entwickeln und gleichzeitig das Konzept des vollständigen Lebenszyklus einzuführen. Zum Beispiel die neueste Entwicklung eines elektrischen Konzeptautos, das das Körpergewicht um bis zu 40% reduziert mit hochfestem Stahl Festigkeit ist höher, mehr als 1000 MPa von 40%, nur 5% weicher Stahl, Stahl durch die Stärke dieses Potenzials ist immer noch relativ groß.

„Aus den Verkaufsdaten von Baosteel geht hervor, dass Chinas Eigenmarken im Jahr 2017 41 % des Verbrauchs an hochfestem Stahl ausmachten und mehr als 28 Millionen europäische, japanische, amerikanische und koreanische Eigenwagen verkauft wurden. Die von Baosteel bereitgestellten Materialien sind relativ hochwertig, und unser nationales Durchschnittsniveau wird etwas niedriger als dieses Niveau sein. Das Anwendungsverhältnis von hochfestem Stahl erreicht einen Durchschnitt von 42-45 % aus unseren Daten des letzten Jahres, was relativ sein sollte gering und 60-70 % im Ausland. Diese Lücke ist unser Potenzial.“

Der Wettbewerb zwischenAluminiumblechund Stahl, der herausragende Vorteil von Aluminium ist die geringe Dichte und die Reduzierung des Körpergewichts entsprechend der ProportionDas erste inländische Auto, die neue Aluminiumlegierung des Jaguar XFL, erreichte eine Anwendungsrate von 75%. Die hochfeste Aluminiumlegierung RC5754 von Nobelis, die in vielen Karosserieteilen des Jaguar XFL verwendet wird, hat eine Streckgrenze von 105-145 MPa und eine Zugfestigkeit von 220 MPa , und eine gute Leistung in Bezug auf Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Konnektivität und Formrate.

„Jetzt wird immer mehr Aluminium für Autos verwendet, insbesondere für Fahrwerksteile, zusätzlich zur Karosserie, jetzt gehen viele Autos diesen Weg weiter. Es gibt einige Probleme mit dem Vollaluminiumrahmen, aber sie werden ausgearbeitet .“ Zhang Haitao, ein Forscher an der Soochow-Universität, sagte: „Warum Vollaluminiumrahmen verwenden? Die ersten Kosten sind relativ niedrig, die Kosten für ein kleines Auto können einige tausend Yuan pro Rahmen betragen, das Wichtigste ist das Schnittdesign ist sehr komplex, und die Biege- und Torsionssteifigkeit von Aluminium ist besser als die von Stahl.

Darüber hinaus hat Aluminium eine bessere Ressourcenrückgewinnung und einen längeren Lebenszyklus als Stahl. Zhu Qiang sagte: „Die Recyclingverlustrate von Aluminium beträgt nur 5 bis 10 Prozent. Wenn Stahl verrostet ist, ist es sehr schwierig, ihn wiederherzustellen. Aluminiumlegierungen haben auf lange Sicht Vorteile. Wenn die Räder mit Aluminium sind, sind wir uns jetzt einig, dass Aluminiumlegierungsräder besser sein müssen als Stahl, da Stahl leicht zu rosten ist, das Abkratzen von Aluminiumlegierungen keine Rolle spielt, dieser Leistungsstahl ist nein Vergleichsweise hat die Leistung von Verbundwerkstoffen aus Aluminiumlegierungen in dieser Hinsicht einen einzigartigen Vorteil.“ Darüber hinaus ist die lange Lebensdauer auch für die Automobilindustrie wichtig, und jedes Produkt muss unter Berücksichtigung der langen Lebensdauer entwickelt werden. Auch hier ist Aluminium im Vorteil.“

Zhu Qiang wies auch darauf hin, dass die Zusammensetzung der Aluminiumlegierung relativ komplex ist, und wie die Klassifizierung zu recyceln ist, ist ebenfalls ein Problem getrennt, es erfordert viel Mühe, sie zu verbinden, und es erfordert viel Mühe, sie zu trennen. Einerseits ist die Rückgewinnungseffizienz nicht hoch und andererseits nicht einfach zu handhaben. Außerdem gibt es beim Aluminiumrecycling viele Probleme, wie z. B. reduzierter Verbrauch, gutes Aluminiumrecycling kann verwendet werden etwas zu machen, das nicht wichtig ist, was gut gewesen wäre, hat am Ende einen geringen Wert.“

In Bezug auf die Ermüdungseigenschaften der Materialien ist Aluminium riskanter als Stahl, und die Verarbeitung ist begrenzt.“ Das Ermüdungsverhalten von Schlüsselkomponenten von Fahrzeugen wird nicht nur von den Eigenschaften der Materialien selbst, sondern auch von den Defekten des Materials bestimmt Materialien.Aluminiumoxidationsfähigkeit ist sehr stark, diese Defekte haben einen relativ großen Einfluss auf die Ermüdungsleistung von Komponenten, sehr leicht schief zu gehen.Stahl oxidiert nicht so stark und seine Defekte haben einen relativ geringen Einfluss auf die Ermüdungsleistung.“ Zhu Qiang sagte: „Nur beim Schmieden können keine komplexen Bauteile entstehen, das Schmieden muss bearbeitet werden, sonst kann es die Anforderungen der Strukturkonstruktion nicht erfüllen. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten des Schmiedens, entweder das Aufgeben der Strukturoptimierung oder die Nachbearbeitung. Sobald jedoch die Oberfläche der Aluminiumlegierung beschädigt ist, nimmt die Ermüdungsleistung ab und die Kosten steigen wieder. Dies sind die Probleme, die Aluminiumlegierungen überwinden müssen, und es ist möglich, Stahl nach der Lösung dieser Probleme zu ersetzen.“

Im Automobilchassis hat Aluminium einen Teil des Stahls ersetzt, aber in den letzten Jahren hat Chassisstahl mit der Entwicklung der Stahltechnologie neue Lösungen eingeführt. Zhu Qiang sagte: „Jetzt Chassis mit Stahl, wir haben mehrere Technologien entwickelt, eine ist der Arm, Wir können jetzt bis zu 780 MPa Stahldreiecksarm machen, es ist weniger als 10 Prozent schwerer als Aluminium, viel kostengünstiger. Es gibt auch eine Verbindung zwischen den beiden Rädern, die sehr schwer ist, und jetzt haben wir eine neue Technologie entwickelt, die reduziert das Gewicht um 40 Prozent und löst das Korrosionsproblem durch Beschichtungen und den Stahlselbst verbessert sich. Jetzt konkurrieren Stahl und Aluminium, um sich gegenseitig zu fördern, sodass es mehr Optionen für Autounternehmen und damit für die Entwicklung gibt.“Tatsächlich hat das aktuelle Automobilaluminium die Bühne vor dem Wolf nach dem Tiger betreten. Die ehemaligen Stahlhersteller können durch kontinuierliche Verbesserung der Leistung jetzt Stahl ohne Nickel rosten, während letztere Magnesiumlegierungen, Kohlefaser und andere Materialien mit geringeren Kosten erreichen und verbesserte Leistung, haben sich auf den Aluminiummarkt ausgewirkt. Zhu Qiang wies darauf hin, „Aluminiumlegierungen gut zu machen, kann nur eine schnelle Entwicklung sein, weil Stahl es so viele Jahre lang getan hat, um es zu ersetzen, ist schwierig, Aluminium muss industrialisiert werden wie schnell wie möglich, wird nicht einfach durch später ersetzt werden können, bestehen die aktuellen Herausforderungen und Chancen für Aluminium in der Automobilindustrie nebeneinander.

Stahl-Aluminium-Hybrid-Karosseriestruktur liegt im Trend

Derzeit achten immer mehr Automobilbauer verstärkt auf den hybriden Einsatz von Leichtbaumaterialien. Ihre Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte liegen nicht nur auf dem spezifischen Verhältnis von Automobilstahl und Aluminium, sondern auch auf dem richtigen Mischen verschiedener Materialien. Letztes Jahr auf der IAA in Frankfurt debütierte der neue Audi A8 mit dem Aluminium-Spaceframe-Typ All Karosseriestruktur-Technologie-Innovation und -Upgrade, aufgegeben der Audi war schon immer stolz auf die gesamte Aluminiumkarosserie, Aluminiumlegierung mit einer Neigung von 58%, zusätzlich zu der Identität, in dem Körpermaterial mehr Verbundwerkstoffe hinzugefügt, der Körper ist fast 51 Kilogramm schwerer als Cash-Modell, von den Cash-A8-Modellen von 236 kg auf 282 kg.

Die neue Generation des Audi A8 verwendet eine Aluminiumlegierung, um den Gesamtrahmen der Karosserie zu bauen. Um die strukturelle Festigkeit zu gewährleisten, werden Aluminiumgussteile in Schlüsselverbindungen verwendet und Blechteile werden auf der Karosserieoberfläche verwendet A8 hochfester Stahl nur in der Anwendung der B-Säule, des hochfesten Stahlmaterials und vor 20 Jahren im Vergleich zu Stahl, Steifigkeit um das Fünffache erhöht, Gewicht um 40% reduziert. Magnesiumlegierung wird der Körperstruktur und CFK-Kohlefaser hinzugefügt Verbundmaterial wird im Heck des Autos verwendet, wodurch das Gewicht der Karosserie durch Details wie die Rückwand reduziert wird.

„In Zukunft wird Aluminium immer mehr in der gesamten Karosserie verwendet werden, und es wird viele Hybridkarosserien geben. Zum Beispiel beginnt die Aluminiumkarosserie des Audi A8 auch mit der Herstellung von Hybridkarosserien, und jetzt ziehen viele einheimische Autohersteller nach. Das Hauptproblem bei Stahl- und Aluminiumverbindungen ist die Korrosionsbeständigkeit, mit Kleben, mit Haltegurt, ohne Schweißen. Der Oberkörper wird hergestellt aus Stahl und die untere Karosserie aus Aluminium. Zum Beispiel besteht der Fensterrahmen eines Pekinger Automobils oben aus Stahl und unten aus Aluminium. Nicht, dass Stahl schlecht wäre, aber ich denke, es ist vielversprechender, Stahl mit Aluminium zu mischen. “, sagte Zhang haitao.

In diesem Zusammenhang wies Wang Li auch darauf hin, dass bereits in den 1940er Jahren, als es einen Stahl- und Aluminiumwettbewerb gab, nach vielen Jahren der Entwicklung jetzt die Automobilmaterialien einen gewissen Konsens erreicht haben, dass die richtigen Materialien am richtigen Ort verwendet werden Und Stahl selbst entwickelt sich schnell, sowohl mit Wettbewerb als auch mit Zusammenarbeit. Und dieser Wettbewerb ist vorteilhafter für die Entwicklung von Automobilunternehmen, da die Existenz von wettbewerbsfähigen Automobilunternehmen mehr Auswahlmöglichkeiten haben kann. Mit Blick auf die Zukunft können Fahrzeuge mit neuer Energie höher sein Anforderungen an Leichtbau.

Strategie „unabhängige Marken müssen leicht sein, guter Stahl mit seinem Potenzial ist noch nicht klein, durch Joint Venture Marken mit dem Anteil an hochfestem Stahl und es ist sehr einfach, 10% des Weißkörper-Gewichtsverlusts zu erreichen, durch die Bemühungen anderer Fahrzeuge fallen um 7% 8% ist machbar, die IdentitätDer Anteil der fortschrittlichen Technologie kann Körper ohne Veränderung von mehr als 10 % erreichen.“ „Mit einigen neuen Technologien und Techniken können mehr als 20 Prozent Gewichtsverlust erreicht werden. Wir haben viele Modelle unserer eigenen Marken und das Potenzial analysiert ist immer noch toll. Die Lücke ist unsere Motivation