نقش فولاد فوق العاده و پیشرفته با استحکام بالا در خودروها

فولاد با استحکام پیشرفته و فولاد با استحکام فوق العاده بالا در حال تبدیل شدن به یک ماده محبوب در دنیای خودروسازی هستند زیرا ویژگی های فولاد در خودروها کمک می کند تا استانداردهای راندمان سوخت، ایمنی و طراحی را رعایت کنند. با قوانین سختگیرانه فزاینده ای که آینده صنعت را هدایت می کند، فولاد – به ویژه فولاد با استحکام فوق العاده بالا و فولاد با استحکام بالا پیشرفته – نقش مهمی در برآورده کردن نیازها برای استحکام و ایمنی ایفا می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مزایا و پتانسیل این ماده هیجان انگیز، ادامه مطلب را بخوانید!

چرا فولاد در خودروها گزینه اول است؟

به گزارش worldsteel.org، فولاد آلیاژی از آهن و کربن است و همچنین حاوی مقادیر کمی منگنز، سیلیکون، فسفر، گوگرد و اکسیژن است. استفاده از فولاد در خودروها مزایای متعددی دارد. این است:

سازگار با محیط زیست است، زیرا می توان آن را به راحتی چندین بار بازیافت کرد و تولید گازهای گلخانه ای کمتری در چرخه زندگی نسبت به سایر مواد ایجاد کرد.
طراحی دوستانه، ارائه انعطاف پذیری و توانایی مهندسی سازه های مقاوم در برابر تصادف
تعمیر آسان و مقرون به صرفه و مقرون به صرفه در مقایسه با سایر مواد
بخش کلیدی ساخت وسایل نقلیه سبک وزن قوی، ایمن و کم مصرف است
فولاد در خودروها در «استخوان‌ها» یا شاسی بدنه خودرو ظاهر می‌شود که گاهی به آن «بدنه سفید» نیز گفته می‌شود. بدنه به رنگ سفید مرحله ای است که قاب و فونداسیون رنگ نشده خودرو قبل از افزودن اجزای مختلف تکمیل کننده به هم می رسند.

فولاد با استحکام بالا پیشرفته چگونه تعریف می شود؟

فولاد با استحکام بالا پیشرفته (AHSS) نتیجه ترکیبات شیمیایی با دقت ساخته شده و فرآیندهای گرمایش و سرمایش کنترل شده است. خانواده AHSS شامل فاز دوگانه (DP)، فاز پیچیده (CP)، فریتی باینیتی (FB)، مارتنزیتی (MS یا MART)، پلاستیسیته ناشی از تبدیل (TRIP)، تشکیل گرم (HF) و دوقلویی القا شده است. پلاستیک (TWIP). در میان این خانواده، تکنیک‌های تقویتی متفاوت، طیفی از ویژگی‌های استحکام، شکل‌پذیری، چقرمگی و خستگی را ایجاد می‌کند. AHSS دارای مقاومت تسلیم 550 مگاپاسکال یا بیشتر و حداقل استحکام کششی 500 تا 800 مگاپاسکال است.

فولاد با استحکام فوق العاده بالا چگونه تعریف می شود؟

فولاد با استحکام فوق العاده بالا (UHSS) فولادی با فرمول ویژه با استحکام کششی بالاتر از 780 مگاپاسکال است. AHSS با استحکام کششی حداقل 1000 مگاپاسکال اغلب “فولاد گیگا پاسکال” (1000 مگاپاسکال = 1 گیگا پاسکال) نامیده می شود.

چگونه UHSS و AHSS مقایسه می شوند؟

فولادهای با مقاومت تسلیم بالاتر از 550 مگاپاسکال AHSS در نظر گرفته می شوند و زمانی که سطوح کششی از 780 مگاپاسکال بیشتر شود، به آنها UHSS می گویند. تفاوت اصلی بین UHSS و AHSS در ریزساختار آنها است. ریزساختارهای AHSS را می توان برای تولید خواص مکانیکی منحصر به فرد مهندسی کرد. برخی از آنها ظرفیت سخت شدن کرنش بالاتری دارند که به آنها توازن استحکام / شکل پذیری بالاتری می دهد، در حالی که برخی دیگر دارای تسلیم و استحکام کششی بالاتری هستند و رفتار سخت شدن پخت را نشان می دهند.

UHSS و AHSS چگونه برای صنعت خودرو سود می برند؟

به گفته موسسه آهن و فولاد آمریکا، AHSS به خودروسازان کمک می کند تا جرم وسایل نقلیه را کاهش دهند، که باعث افزایش مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود. گریدهای فعلی AHSS می توانند وزن ساختاری خودرو را تا 25 درصد کاهش دهند و انتشار گاز CO2 در چرخه زندگی را تا 15 درصد نسبت به سایر مواد خودرو کاهش دهند.

استفاده از AHSS برای “سبک وزن” خودرو منجر به کاهش فوری و پایدار در انتشار گازهای گلخانه ای می شود. هدف سبک وزن کاهش وزن کلی وسیله نقلیه برای بهبود مصرف سوخت است. به طور معمول، کاهش 10٪ در وزن خودرو می تواند منجر به بهبود 8٪ در مصرف سوخت شود.

درجات جدید AHSS خودروسازان را قادر می سازد تا وزن خودرو را 35 تا 40 درصد در مقایسه با فولاد معمولی کاهش دهند. برای یک خودروی خانوادگی پنج سرنشین، AHSS می تواند وزن کلی وسیله نقلیه را تقریباً 600 پوند کاهش دهد، که معادل چهار تن گازهای گلخانه ای است که در طول چرخه عمر وسیله نقلیه ذخیره می شود.

در نهایت، UHSS و AHSS کاملا قابل بازیافت هستند. صنعت فولاد هر سال بیش از 14 میلیون تن فولاد را از وسایل نقلیه ناخواسته بازیافت می کند، که معادل مقدار فولاد مورد نیاز برای نزدیک به 13 میلیون خودروی جدید است. به عبارت دیگر، صنعت خودپایدار است. فولاد همچنین انرژی و گازهای گلخانه‌ای نسبتاً کمی در طول فاز تولید تولید می‌کند. در واقع، تولید فولاد کم‌ترین تولیدکننده آلاینده‌ها در بین تمام مواد ساختاری خودرو است.

ایمنی UHSS و AHSS

طبق گفته World Auto Steel، “فولاد ساده ترین و بهترین ماده برای طراحی وسایل نقلیه ایمن است.” این توانایی منحصر به فرد برای جذب ضربه و پخش انرژی تصادف دارد. در واقع، وقتی خرد می‌شود سخت‌تر می‌شود، به این معنی که در اثر ضربه قوی‌تر می‌شود و می‌تواند انرژی بیشتری جذب کند. به همین دلیل، اکثر خودروهای امروزی دارای یک قسمت جلوی فولادی هستند که می تواند مانند آکاردئون بر اثر ضربه فرو بریزد.

AHSS استحکام بالا با شکل پذیری خوب به ویژه برای عناصر ساختاری خودرو ارائه می دهد. این ماده به مواد انتخابی برای اجزای قفس ایمنی سرنشینان مانند تقویت‌کننده‌های رکاب، ستون‌های A، ستون‌های B، تیرهای برخورد جانبی، تقویت‌کننده‌های خط کمر، سپرها، و کمان‌های سقف، صندلی‌ها تبدیل شده است. برخی از فولادهای AHS برای جذب انرژی بالا در مناطق مچاله شدن جلو و عقب استفاده می شوند، در حالی که برخی دیگر برای مقاومت در برابر ضربه های جانبی و سقف استفاده می شوند.

حفاظت در برابر خوردگی برجسته را می توان با پوشش های فلزی ویژه به دست آورد که ایمنی را نیز افزایش می دهد.

فولاد به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود به عنوان یک برنده در صنعت خودرو ظاهر شده است. به طور خاص، AHSS و UHSS قادر به ارائه نتایج قوی و در عین حال سبک هستند که محصولاتی را قادر می سازد که استانداردهای زیست محیطی و الزامات ایمنی را برآورده کنند.

برای اطلاعات بیشتر با تیم ما تماس بگیرید. شماره تماس: 47951 021

منبع: THE ROLE OF ULTRA AND ADVANCED HIGH STRENGTH STEEL IN CARS