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汽車用材的發(fā)展
（作者未知） 2010/5/4
（接上頁）90年代日本的消費量中冷軋薄板占37%，熱軋薄板33%，特殊鋼24%;另外鋁鑄材料的83%都是用于汽車制造上， 這對日本經(jīng)濟界的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。 鋼鐵材料的理論強度約為14000MPa，直徑為1～2μm的鐵單晶體試棒可接近這個理論強度，而實際使用材料的最大強度只有2000MPa。從宏觀上看是由于材料的缺陷，在微觀上看是由于結(jié)晶的缺陷，所以，為得到強度高而便宜的鋼鐵材料，應盡量減小這些缺陷，并進行各種各樣的研究。 汽車的車體鋼板，以前使用的是容易成型的軟質(zhì)鋼材。為適應輕量化的需求，以后開發(fā)了高張力鋼板。這種鋼板具有成型性好、強度高，并可使板厚減薄的優(yōu)點。高張力鋼板是在原有鋼板基礎(chǔ)上添加固溶強化型元素(硅、錳等)和析出強化型元素(鈮、鈦等)，并在鋼鐵廠退火爐內(nèi)連續(xù)退火而得到。它有著屈服點低的、復合成分多的特點。 車身外板用的鋼板使用最多的是加磷的抗拉強度為350～400MPa的鋼板，特別是轎車上使用的鋼板，20%～50%都是高張力鋼板。目前，正在進行研究將以前鑄造的一體成型的發(fā)動機氣缸體改用鋼板沖壓成型，可大幅度減輕重量而制成輕量化(約33%)的鋼板制氣缸體。另外，驅(qū)動系統(tǒng)齒輪由于高功率輸出、輕量化、降低噪聲等的需要，對驅(qū)動系統(tǒng)齒輪提出了嚴格的質(zhì)量要求:強度好，熱處理變形小。為達到這一要求，在鋼鐵材料的制造過程中，采用了連續(xù)鑄造法。這種方法跟以前的鑄錠法相比，具有冷卻速度快、成分偏析少的優(yōu)點，它與制鋼時的真空脫氣技術(shù)組合，可以滿足齒輪所要求的強度。進而，為縮小對熱處理變形影響大的鋼的淬透性的偏差，制造出高品質(zhì)的連續(xù)鑄造鋼，現(xiàn)在鑄造的鋼可將日本工業(yè)標準規(guī)定的淬透性規(guī)格限制在1/3上。連續(xù)鑄造法具有提高制鋼時的材料利用率和降低制造所耗能源的優(yōu)點，且由于制造工藝合理化也使成本有了降低。 降低成本是和提高質(zhì)量同等重要的課題，降低成本主要有兩個手段:一是減少合金元素的添加量和降低替代材料的成本�？蓪r高而且價格不穩(wěn)定的含Mo的Cr～Mo鋼改用鉬添加量只有其一半的半Mo鋼和硼鋼。二是降低零件制造成本。在這里為降低零件制造所消耗的能源而采用非調(diào)質(zhì)鋼，為提高加工能力，也有采用易切削鋼。因非調(diào)質(zhì)鋼添加了釩，控制了熱鍛后的冷卻速度，省去了淬火、回火的熱處理，故確保了強度。它可在汽車的曲軸、連接件、FF車的車輪等部分使用，其用途可望得到進一步擴大。另外，對于易切削且強度降低少而用于齒輪的低鉛、易切削鋼是一種新的易切削鋼材。它可用于小型車的變速器，并具有降低制造成本的效果。 新型彈簧鋼 新型彈簧鋼主要指汽車懸掛系統(tǒng)的彈簧用鋼，目前用的最廣的鋼板彈簧是Si鋼，其性能基本上能滿足使用要求，近年來，變截面少片彈簧在汽車上的應用越來越多，使用這種彈簧可以節(jié)約l/3左右的材料，并使汽車的平順性等性能得到改善，同時有顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益，但其生產(chǎn)工藝發(fā)生了相應的變化，含Si量較高的彈簧鋼具有較高的脫碳傾向，故應發(fā)展低Si或無Si的彈簧鋼，以滿足生產(chǎn)的需要。 微合金非調(diào)質(zhì)鋼 在鋼中加入微量V、Ti、Nb等元索、經(jīng)鍛造或軋制冷卻后在鐵索體、珠光體中析出碳化物或碳氮化物而達到強化，不需要調(diào)質(zhì)，可以減少熱處理工序和設備，避免熱處理變形和淬火裂紋造成的廢品，降低能耗和生產(chǎn)成本。 高強度鋼板 采用高強度鋼板，既可以減少汽車由身的質(zhì)量，又可以提高汽車的安全性和可靠性，含磷深沖壓高強度鋼板主要應用在車身、駕駛室上的深沖壓件，使用得當，可降低材料消耗10％，雙相鋼板其有較低的屈服強度和高的加工硬化能力，比較適宜于制造變形程度大的沖壓或拉延深件，根據(jù)成形特點，可使零件質(zhì)量減輕30％一60％。 鍍覆鋼板 鍍層鋼板和鋼管的研制與應用，是為了改善耐腐蝕性等性能。國外在汽車上大量使用覆層鋼板。鍍鋁或滲鋁鋼管主要用來制造消聲器，排氣凈化裝置的接觸容器和反應器部件。鍍鋅鋼板用來制造車身、車架、駕駛室、油箱等零件。含鋅、鉻的高分子化合物涂層鋼板，主要用于防腐蝕要求高和不便于涂裝的車身、駕駛室零件。 傳動系材料 齒輪是汽車的重要基礎(chǔ)零件，應按其模數(shù)和工況選用不同級別的齒輪鋼。在我國目前變速器和后橋齒輪大都使用2OCrMnTi，需仿制國外成熟的先進鋼種，形成汽車齒輪用鋼系列化。 擴大應用有色輕金屬 有色輕金屬的應用范圍在不斷擴大，鋁的密度為鋼的l/3，用鋁代替鋼可以減少質(zhì)量50％左右，但鋁的強度低，體積較大。鎂合金的強度比鋁合金高、而與高強使合金結(jié)構(gòu)鋼相近，所以，沖壓鋁、鎂合金作汽車材料，是使汽車減輕質(zhì)量和節(jié)能的一條有效途徑。。 粉末冶金合金 燒結(jié)金屬，是以金屬粉末為原料，作金屬模具內(nèi)壓縮成形，后燒結(jié)而成的，無需加工，材料的成分配制能自由控制，它已應用于軸承、排氣門座、凸輪、齒輪、支架上。這種材料也可以用來制造連桿、消聲器、離合器、轉(zhuǎn)向系及制動系部件。 <（未完，下一頁）
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