در طول سال ها، فولاد به عنوان ماده کلیدی در صنعت خودرو باقی مانده است. ورق فولادی همچنین از نظر هزینه، عمر مفید و تغییر در سطوح استحکام معقول بوده و در عین حال نیازهای مهندسی سختگیرانه را برآورده میکند. این ماده از نظر شکلپذیری تطبیقپذیری استثنایی دارد و صنعت نیز به سرعت به تغییرات ناشی از الزامات قانونی و محیطی واکنش نشان داده است. برخی از مزایای فولاد با توجه به استفاده در بخش خودرو: سهولت شکلدهی، ثبات عرضه، مقاومت در برابر خوردگی با پوششهای روی، سهولت اتصال، قابلیت بازیافت و جذب خوب انرژی در برابر ضربه می باشد. برخی از معایب فولاد نیز این است که نسبت به مواد رقابتی خود سنگینتر است و در صورت عدم روکش به راحتی خورده میشود.
فولاد به عنوان ماده حیاتی در اکثر وسایل نقلیه در نظر گرفته می شود.. کاربرد فولاد فقط در بدنه خودرو نیست، بلکه در موتور، شاسی، چرخها و بسیاری از قطعات و اجزای دیگر خودرو با هدف کاهش وزن، افزایش راندمان سوخت و بهبود همزمان در استحکام به کار گرفته می شود.
برتری های فولاد برای استفاده در صنعت خودرو سازی چیست؟
۱. هزینه
هزینه یکی از مهمترین عوامل محرک برای انتخاب مواد در بخش خودرو است. به طور معمول هزینه شامل اجزای اصلی مانند هزینه طراحی، هزینه مواد اولیه، هزینه ساخت و هزینه آزمایش محصول می شود. برتری های کلیدی ورق فولادی برای استفاده در خودرو عبارتند از زمان چرخه تولید، ماشین کاری بهتر، توانایی داشتن ابعاد دیوار نازک تر ، تحمل ابعادی نزدیک تر، تولید آسان تر به شکل خالص (در نتیجه کاهش هزینه های تکمیل، و هزینه ذوب فلز کمتر است.)
۲. سبک وزن
کاهش وزن یک معیار کلیدی برای کاهش مصرف سوخت و گازهای گلخانه ای در بخش حمل و نقل در نظر گرفته می شود. تخمین زده شده است که به ازای هر ۱۰ درصد وزن حذف شده از وزن کل خودرو، مصرف سوخت ۷ درصد بهبود می یابد و انتشار گازهای گلخانه ای ۵ درصد کاهش می یابد. همه خودروسازان همراه با تامین کنندگان خود سرمایه گذاری قابل توجهی در توسعه مواد سبک وزن می کنند. چالش اصلی مرتبط با مواد سبک وزن، هزینه بالای آنها است. اولویت به فعالیتهایی برای کاهش هزینهها از طریق توسعه آلیاژهای فولادی جدید، فناوریهای شکلدهی و فرآیندهای ساخت و در عین حال حفظ استحکام یکسان داده میشود.
۳. ایمنی، قابلیت تصادف
دو مفهوم کلیدی ایمنی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود، قابلیت ضربه و مقاومت در برابر نفوذ می باشد.
فولاد یکی از بهترین مواد جاذب انرژی است. فولاد با استحکام بالا به دلیل سرعت سخت شدن کار بالاتر و تنش جریان بالا، عملکرد بهتری را در هنگام تصادف ارائه می دهد. برخی از جنبه های مهمی که در طراحی برای قابلیت تصادف بهتر در نظر گرفته شده اند عبارتند از: جنبه های هندسی و ابعادی، تغییر شکل مواد، رفتار شکست پیشرونده از نظر سختی وازدیاد طول.
۴. ملاحظات بازیافت و پایان عمر وسیله نقلیه
روندهای کلیدی در مورد توسعه وسایل نقلیه دوستدار محیط زیست با تمرکز بر حفظ منابع، کاهش انتشار CO2، افزایش بازده سوخت در طول عمر استفاده از وسیله نقلیه و متعاقبا افزایش بازیافت و بازیابی مواد در پایان عمر خودرو وجود داشته است
فولاد به عنوان بازیافتی ترین ماده در جهان با راندمان بالای بازیافت در نظر گرفته می شود. پلیمرهای مخلوط شده با کامپوزیت ها چالش های عمده ای در بازیافت دارند. اکنون تلاشهای قابلتوجهی برای تحقیق بر روی توسعه راههای بازیافت و استفاده مجدد از مواد فعلی متمرکز شده است.
۵. خواص و عملکرد مادی
قبل از انتخاب متریال برای طراحی، باید به سه عامل اصلی توجه کرد. عملکرد مواد (چگالی، استحکام کششی، مقاومت در برابر خوردگی، ازدیاد طول، هزینه، در دسترس بودن، ملاحظات محیطی، عملکرد، قابلیت ساخت)، مقررات دولتی (بازدهی سوخت، وزن سبک، عملکرد تصادف، انتشار) والزامات مشتری (هزینه، ویژگیهای کیفیت) .معیارهای اساسی که یک ماده نیز باید رعایت کند، دینامیک ساختاری، سفتی استاتیکی، بهینه سازی وزن، قابلیت ضربه پذیری است.
ویژگی های کلیدی مناسب فولاد برای استفاده در صنعت خودرو کدامند؟
برای انتخاب مناسب مواد باید ویژگی های کلیدی زیر در نظر گرفته شود:
الف. سفتی
فولاد به دلیل شکل پذیری بالا برای بهینه سازی سختی، انعطاف پذیری عالی را ارائه می دهد. برای فولاد با استحکام بالا کاهش در گیج را می توان با تغییرات هندسه یا با استفاده از تکنیک های پیوستگی مانند جوشکاری لیزری یا باند چسبی متعادل کرد.
ب. قدرت
فولاد به دلیل شکل پذیری و ویژگی های سخت کاری بالاتر، نسبت به سایر مواد انعطاف پذیری طراحی را ارائه می دهد. گریدهای فولادی با استحکام بالا نیز توانایی سخت شدن خوبی دارند .
ج. شکل پذیری
فولاد دارای ویژگیهای سودمند بسیاری است که به شکلپذیری مرتبط با استحکام بالا و توانایی سختکاری خوب برای کشش و توزیع بیشتر نیرو همراه است.
طبقه بندی فولاد خودرو :
الف. فولادهای معمولی با مقاومت کم و بالا برای خودرو
ورق نورد سرد با ضخامت بین ۰.۵ تا ۱.۵ میلی متر بیشتر برای بدنه در رنگ سفید استفاده می شود. علاوه بر کشش عمیق و شکل دهی کششی، مناسب بودن برای جوشکاری، اتصال و رنگ آمیزی از معیارهای مهم پردازش است. مشکل اساسی افزایش استحکام، کاهش طبیعی قابلیت شکل دهی است که منجر به توسعه فولاد نسل جدید معروف به فولادهای چند فازی (MP) می شود.
ب. فولادهای AHS
فولادهای پیشرفته با استحکام بالا که عمدتاً بر اساس ویژگیهای ریزساختاری آنها متمایز میشوند. آنها رابطه انعطاف پذیری با استحکام فوق العاده ای را ارائه می دهند.
۱) فولادهای دو فاز: فولادهای DP با خنکسازی کنترلشده از فاز آستنیت (در محصولات نورد گرم) یا از فاز فریت دو فاز به اضافه آستنیت (برای محصولات نورد سرد و پوششدهی شده با غوطهوری گرم) تولید میشود تا مقداری آستنیت را قبل از یک مرحله سریع تبدیل به فریت کند. خنک سازی آستنیت باقیمانده را به مارتنزیت تبدیل می کند.
ورق های فولادی دوفاز در سقف بیرونی، درب بیرونی، سینی پکیج، پانل کف، کاپوت بیرونی، بدنه بیرونی، روپوش، گلگیر، تقویتکنندههای کف، ریلهای عقب و تقویتکنندههای شوک عقب استفاده میشود
۲) فولادهای چند فاز (MP) یا فولادهای فاز پیچیده (CP):
فولادهای چند فازی که به آنها فولادهای فاز پیچیده نیز گفته می شود، سطح بالاتری از استحکام را در همان سطوح مقاومت کششی قابل مقایسه با فولادهای دوفاز ارائه می دهند. ریزساختار فولادهای CP حاوی مقادیر کمی مارتنزیت، آستنیت باقیمانده و پرلیت است.
ورق های فولادی CP با جذب انرژی بالا، ظرفیت تغییر شکل باقیمانده بالا و انبساط سوراخ مشخص می شوند. آنها برای ریل های قاب، اجزای شاسی، تیرهای عرضی، تقویت کننده های ستون B، سفت کننده تونل، براکت های تعلیق عقب، تیر گلگیر، تقویت کننده های ریل قاب عقب، راکر بیرونی، پانل های راکر و تیرهای سپر استفاده می شوند.
پ. فولادهای TRIP:
فولادهای TRIP به عنوان اثر انعطاف پذیری ناشی از تبدیل، دارای استحکام بالا، ازدیاد طول خوب، جذب انرژی بالا و سخت شدن پخت بالا شناخته می شوند. فولادهای TRIP از مقادیر کربن بالاتری نسبت به فولادهای DP استفاده می کنند تا محتوای کربن کافی برای تثبیت فاز آستنیت حفظ شده در دمای زیر دمای محیط به دست آورند.
ورق های فولادی TRIP برای ریل های قاب، آرماتورهای ریل، ریل جانبی، جعبه تصادف، پانل داش، ریل سقف، رویه ستون B، پایه موتور و ریل جلو و عقب استفاده می شود.
ت. فولاد شکلدهی داغ (HF):
فولادهای شکلدهنده گرم بر پایه بور (بین ۰.۰۰۱٪ تا ۰.۰۰۵٪ بور) از مدتها قبل برای ساخت بدنه به رنگ سفید مورد استفاده قرار گرفتهاند. حداقل دمای معمولی ۸۵۰ درجه سانتیگراد باید در طول فرآیند شکلدهی (آستنیتیزاسیون) و به دنبال آن نرخ خنکسازی بیشتر از ۵۰ درجه سانتیگراد در ثانیه حفظ شود تا اطمینان حاصل شود که خواص مکانیکی مورد نظر حاصل میشود. این فولادها در ستون A، ستون B، تیر متقاطع استفاده می شوند.
ت. فولادهای منگنز-بور: فولادهای منگنز-بور برای هندسه های پیچیده با نیاز به مقاومت بالا در نظر گرفته می شوند. استحکام بالا پس از حرارت دادن فولاد تا دمای آستنیتیزاسیون و به دنبال آن نتایج خنک سازی کنترل شده حاصل می شود.
نتیجه گیری:
فولاد به عنوان ماده حیاتی در اکثر وسایل نقلیه در نظر گرفته می شود. فولاد به دلیل خواص مکانیکی عالی خود نقش غالب را در آینده ایفا خواهد کرد. با توجه به ویژگی های فولاد (سفتی، استحکام، شکل پذیری، قابلیت ضربه پذیری، مقرون به صرفه بودن، قابلیت بازیافت و وزن سبک و دسترسی آسان و نسبت قیمت به عملکرد اقتصادی) کماکان به برتری خود ادامه داده است. توسعه قابل توجهی در تولید انواع مختلف فولاد با استحکام بالا پیشرفته صورت گرفته است. فولادسازان در حال همکاری با شرکت های خودروسازی برای توسعه نسل بعدی فولاد با استحکام بالا، ضخامت کمتر، شکل پذیری بهتر و سهولت در اتصال هستند.
منبع :
https://www.researchgate.net/publication/313900101_Application_of_Steel_in_Automotive_Industry
قیمت کلیه مقاطع فولادی
۱ – قیمت انواع ورق آلات فولادی که شامل:
قیمت ورق سیاه – قیمت ورق آجدار– قیمت ورق روغنی– قیمت ورق آلیاژی– قیمت ورق گالوانیزه – قیمت ورق رنگی– قیمت انواع ورق استیل
۲ -قیمت انواع میلگرد که شامل:
قیمت میلگرد ساده – قیمت کلاف آجدار – قیمت میلگرد آجدار
۳ -قیمت تیرآهن که شامل:
قیمت تیرآهن IPE – قیمت تیرآهن زنبوری– قیمت تیرآهن هاش
۴ -قیمت نبشی و ناودانی که شامل:
قیمت نبشی– قیمت ناودانی– قیمت سپری
۵ -قیمت انواع قوطی و پروفیل که شامل:
قیمت پروفیل صنعتی – قیمت پروفیل مبلی – قیمت پروفیل گالوانیزه – قیمت پروفیل ستونی – قیمت پروفیل زد Z– قیمت پروفیل درب و پنجره
۶ -قیمت انواع لوله های ساختمانی و صنعتی شامل:
قیمت لوله گالوانیزه – لوله مانیسمان – قیمت لوله مبلی روغنی– قیمت لوله گازی روکار و توکار– قیمت لوله اسپیرال– قیمت لوله داربستی– قیمت لوله های صنعتی