День за днем мы наблюдаем, как меняется мир. Инженеры создают все новые и новые материалы, реализуются инновационные проекты. Изменения происходят во многих отраслях и затронули автомобильную промышленность. Чтобы сохранить накопленный опыт, мировая ассоциация автомобильной стали (WorldAutoSteel) при участии специалистов со всего мира создала справочник по «продвинутым» сталям — Advanced High-Strength Steels Application Guidelines. В этой статье мы расскажем, как все начиналось и какие стали используются в кузове современного автомобиля.
Юлия Платкова
Менеджер (Служба технической поддержки клиентов)
Немного истории
В 1994 году, ассоциация WorldAutoSteel запустила свою первую программу ультралегкого стального автомобильного кузова (ULSAB). Четыре года спустя новый дизайн кузова был официально представлен и признан легким, структурно прочным, безопасным, реализуемым и доступным. Одним из главных достижений программы стала разработка новых высокопрочных сталей, названных «продвинутыми» — Advanced high-strength steels (AHSS).
1994
год
запуск программы ULSAB
Семейство AHSS обладало уникальной микроструктурой, благодаря которой стало возможным достичь нового уровня прочности и штампуемости. Более того, эти материалы могли быть применены в существующих производственных процессах на имеющемся оборудовании.
Следующие проекты были направлены на демонстрацию способности высокопрочных сталей удовлетворять все более жестким требованиям к безопасности и эффективному расходу топлива. Программа ULSАС была направлена на оптимизацию дверей, капотов, и багажников, ULSAS — на детали подвески, ULSAB-AVC более точно описала методы соединения новых материалов.
В 2008 ассоциация WorldAutoSteel начала новую программу — «Автомобиль будущего» (FutureSteelVehicle (FSV)). В рамках проекта ускорилось развитие линейки AHSS-сталей, появились классы прочности более 1000 МПа. Благодаря инжиниринговой оптимизации удалось достичь снижение массы кузова на 39%.
2008
год
запуск программы FSV
Автомобильные стали сегодня
Проблема загрязнения воздуха привлекла всеобщее внимание. Законодатели ставят перед автомобильной промышленностью амбициозные цели по снижению выбросов выхлопных газов. Снижение возможно за счет экономии топлива, что достигается снижением массы автомобиля за счет уменьшения толщины деталей и оптимизации конструкции. Сложная геометрия современных автомобилей, визуально привлекательных, также требует адаптации штамповки и сборки. Автопроизводители находятся в процессе поиска новых материалов и инженерных решений.
Вызовы для автоиндустрии — это и вызовы для стальной промышленности. Высокопрочные стали развиваются, чтобы удовлетворять все более жестким требованиям. Эволюционно автомобильные стали прошли несколько поколений. В рамках последнего — третьего — совершенствуются самые инновационные материалы.
Рабочие группы по всему миру, совместно с ассоциацией WorldAutoSteel, обобщили имеющийся опыт и создали справочник, чтобы объяснить как и чем AHSS отличаются от традиционных высокопрочных сталей при штамповке, обработке и соединении в кузове автомобиля.
Высокопрочные стали AHSS — это комплексные материалы, с тщательно выбранным химическим составом и мультифазными структурами, полученными в результате точного контроля при процессах нагрева и охлаждения. Различные механизмы упрочнения направлены на получение требуемого диапазона прочности, вытяжки, ударной вязкости и усталостной прочности.
Семейство AHSS включает в себя двухфазные (DP), многофазные (CP), феррито-бейнитные (FB), мартенситные (MS) стали, а также стали с изменяемой пластичностью (TRIP), стали для горячей штамповки (PHS) и стали с увеличенным уровнем пластичности (TWIP).
Какие стали используются сейчас: от простого к сложному
Первые два поколения марок AHSS обладают уникальными характеристиками для удовлетворения функциональных требований конкретных деталей. К примеру, DP и TRIP-стали показывают преимущество в зонах деформации автомобиля при столкновении за счет улучшенной способности к поглощению энергии. Для обеспечения безопасности разработаны сверхвысокопрочные стали, такие как мартенситные стали (MS) и бористые стали, упрочняемые при штамповке (PHS).
Третье поколение направлено на повышение пластичности — прочности двухфазных и многофазных сталей (DP-DH, Q& P, TRIP+TPN), адаптируя их к требованиям по свариваемости.
«Продвинутые» высокопрочные стали (AHSS) становятся все более востребованными на рынке. Но и эти стали постоянно совершенствуются металлургическими компаниями в партнерстве с автопроизводителями. Только благодаря совместной исследовательской работе, экспериментам и тестированию продуктов в реальных условиях, возможно создать что- то кардинально новое.
Статья основана на материалах международной ассоциации автомобильной стали — WorldAutoSteel, членом которой является ПАО «Северсталь».
Уважаемые читатели, присылайте свои вопросы, предложения по этой статье или другим интересующим темам на адрес инжинирингового портала. Ваша обратная связь важна для команды инжинирингового портала. Спасибо за внимание.
С уважением, команда Инжинирингового портала
Перечень использованных ресурсов:
- Справочник высокопрочных сталей ассоциации WorldAutoSteel — Advanced High-Strength Steels Application Guidelines Version 6.0.
Вам может быть интересно
Соответствие стандартов «Северстали» национальным стандартам и сводам правил России
Оптимизация профилей ЛСТК
Контейнер для сбора мусора – дешевле и экологичнее
Снижение металлоемкости кабины трактора
Фронтальные стеллажи из высокопрочных сталей
Где в машиностроении могут использоваться атмосферостойкие стали?
Сравнение износостойкости марок стали
Дешевые и надежные стальные бочки
Стальные автомобили будущего
Кузов карьерного самосвала – образец надежности, источник экономии
Перекрестные испытания как способ подтверждения правильности эксперимента
