telegram
فولاد در صنعت خودروسازی؛ عضوی مهم و اثرگذار
0نظرات
چاپ صفحه 1399/04/29

فولاد در صنعت خودروسازی؛ عضوی مهم و اثرگذار

فولاد در صنعت خودروسازی؛ عضوی مهم و اثرگذار
تحریریه مجله آسرون
نام نویسنده: تحریریه مجله آسرون

 

فولاد به دلیل ماهیت قوی و استحکام بالا، همچنان در زمینه تولید خودرو پیشرو است. انواع ورق های فولادی از جمله ورق سیاه ، ورق گالوانیزه و ورق روغنی در صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد. به گفته انجمن جهانی فولاد، استفاده از فولاد در خودروسازی مزایای بسیاری دارد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • فولاد قابلیت بازیافت داشته و این قابلیت به‌طور نامحدود است.
  • میزان انتشار CO2 کمتری نسبت به سایر مواد استفاده‌شده در خودرو دارد.
  • فولاد امکان ساخت بدنه خودرو مقاوم در برابر تصادف را فراهم می‌سازد.
  • در حال حاضر وجود فولادی با استحکام بالاتر، امکان ساخت وسایل نقلیه سبک‌وزن و در عین حال مقاوم‌تر، ایمن‌تر و کارآمدتر ازلحاظ مصرف سوخت را فراهم می‌کند.
  • تعمیرات قطعات فولادی با تکنیک‌ها و تجهیزات آسانی میسر است و تعمیر آن مقرون‌به‌صرفه‌تر خواهد بود.
  • فولاد با منعطف بودن، امکان طراحی خلاقانه را برای طراحان خودرو فراهم می‌سازد.

 

 

 

فولاد پیشرفته با استحکام بالا - فولاد AHSS چیست؟

 

 

تفاوت اصلی بینفولادمعمولی و AHSS ساختار آن‌هاست. فولادهای پیشرفته با استحکام بالای AHSS، مواد پیچیده‌ای هستند که ترکیبات شیمیایی آن‌ها بسیار با دقت انتخاب شده است. این فولادهای پیشرفته با استحکام بالا دارای ریزساختارهای چند فاز هستند که از طریق فرایندهای گرمایش و سرمایش به‌صورت دقیق کنترل می‌شوند.

فولادهایی که سطح مقاومت در آن‌ها بیش از 550 مگاپاسکال است، به‌طورکلیAHSSخوانده می‌شوند. این فولادها همچنین گاهی اوقات دارای مقاومت کششی بیش از 780 مگاپاسکال هستند که در این صورت به‌عنوان فولادهای دارای مقاومت فوق‌العاده بالا شناخته می‌شوند.

فولادهای با استحکام خیلی بالا (تا حدود 1100 مگاپاسکال) در حالت کلی توسط فرایندهای عملیاتی حرارتی کونچ- تمپر تولید می‌گردند. ایجاد مقاومت در فولاد همیشه همراه با چالش افزایش عناصر آلیاژی در فولاد است؛ افزایش این عناصر منجر به افزایش سختی‌پذیری فولاد می‌شود اما نکته مهم این است که اگر این عناصر آلیاژی به صورت کنترل نشده افزایش یابد، منجر به افزایش ریسک شکست و ترک هیدروژنی در سازه‌های جوشکاری شده خواهد شد؛ اما در نسل‌های جدید فولاد پیشرفته با استحکام بالا یا همان فولاد AHSS تلاش شده است که این مشکل نیز به بهترین نحو حل می گردد.
 

انواع فولاد پیشرفته با استحکام بالا

 

ازجمله فولادهای پیشرفته استحکام بالایAHSS، می‌توان بهTWIP،TRIP،DPو فولادهایCP اشاره نمود. فولادهای DP به علت فرایند تولید ساده‌تر و هزینه تولید کمتر نســبت بــه فولادهای TRIP و TWIP برای کاربردهای صنعتی  مناسب‌تر خواهند بود.
 

نسل اول فولاد پیشرفته با استحکام بالا (HSLA)

نسل اول فولادهای پیشرفته با استحکام بالا با اضافه کردن عناصر آلیاژی به فولادهای کم‌کربن ساخته شد. این نوع از فولاد با استحکام بالا به فولادهای استحکام بالای کم آلیاژ شهرت یافتند که توسط مکانیسم‌های استحکام‌دهی متفاوتی تولید می‌شدند. این نوع فولاد با وجود داشتن استحکام بالا، انعطاف‌پذیری کمی داشت که مطلوب نبود. به همین دلیل فعالان عرصه فولاد، نسـل دوم فولاد با استحکام بالا را معرفی کردند که هــم اســتحکام و هــم انعطاف‌پذیری قابل قبولی داشــت.
 

نسل دوم فولاد پیشرفته با استحکام بالا

  1.  

    1.  

       

  2. نسل دوم فولادهای پیشرفته استحکام بالا با استفاده از مقادیر زیادی از عناصر آلیاژی تولید شد. فولادهای پیشرفته استحکام بالای نوعTWIP    و فولادهای ضد زنگ آستینتی از این جمله بودند. با وجود استحکام و انعطاف‌پذیری بالایی که این نوع از فولادهای پیشرفته با استحکام بالا داشتند، این نوع فولاد به صنعت خودروسازی راهی پیدا نکرد. از دلایل عدم موفقیت این نوع فولاد می‌توان به هزینه بالای تولید و وجود چالش‌هایی در مورد اتصال این نوع فولاد به سایر گریدهای فولاد نام برد.

    1.  

      1.  
      2.  

        نسل سوم فولاد پیشرفته با استحکام بالا

    2. همان‌طور که پیش‌تر نیز ذکر شد نســل اول و دوم از فولادهای پیشــرفته بــا اســتحکام بالا از برخــی محدودیت‌ها رنــج می‌بردند؛ اما در ادامه با پیشرفت‌هایی که در تولید فولاد مقاوم صورت گرفت، نسل سوم این نوع فولاد معرفی شد. نسل سوم فولادهای پیشــرفته بــا اســتحکام بالا، ازجمله موادی هستند که صنعت خودرو می‌تواند برای برآورده کردن خواسته‌های خود بر روی آن حساب کند. این نسل از فولادهای پیشرفته با استحکام بالا علاوه بر مقرون‌به‌صرفه بودن، چالش‌های پیش روی نسل دوم در مورد اتصال را برطرف نمودند. دانشمندان صنعت فولاد برای تولید نسل سوم فولادهای پیشرفته با استحکام بالا از تکنیک‌های مختلفی ازجمله شیمی LEAN و تکنیک آنیل کردن استفاده کرده‌اند. این نوع فولاد علاوه بر اســتحکام، انعطاف‌پذیری و جوش‌پذیری بالا، هزینــه تولیــد پایینی نیز دارد. به‌نحوی‌که هزینه تولید آن‌ها نسبت به نسل دوم فولادهای پیشرفته با استحکام بالا تا 30 درصد کمتر است. این نوع فولاد در صنعت خودروسازی به‌کار برده شده است و خودروسازان را قادر به ساخت خودروهایی مقاوم و درعین‌حال سبک‌وزن کرده است که پیشرفت عظیمی در صنعت فولاد و خودروسازی محسوب می‌شود.

فولاد پیشرفته با استحکام بالا AHSS در حال تبدیل‌شدن به نوع فولادی است که شرکت‌های بزرگ فولادی تولید می‌کنند تا بتواند خواسته‌های صنعت خودرو را برآورده سازند صنعت خودروسازی خواستار توسعه و تولید مداوم فولاد پیشرفته با استحکام بالاست تا ضمن افزایش ایمنی و کاهش وزن، جایگزین مناسبی برای آلیاژهای گران‌قیمت آلومینیوم داشته باشند.

 

 

علت تولید فولاد با استحکام بالا چه بود؟

به‌طور خلاصه می‌توان اهداف اصلی در ساخت نسل سوم فولادهای پیشرفته با استحکام بالا را در دو مورد زیر خلاصه نمود:

  • کاهش هزینه‌های تولید فولاد به دلیل استفاده از موادی با محتوای آلیاژ کمتر
  • مقاومت و انعطاف‌پذیری بالا (مقاومت 1200 مگاپاسکال)

همچنین ادعا شده است که فولاد پیشرفته با استحکام بالا برای محیط‌زیست نیز مفید است. به گزارش انجمن جهانی فولاد، فولادAHSS  به کاهش قابل‌توجه در انتشار گازهای گلخانه‌ای در مقایسه با سایر نمرات فولادی است؛ زیرا وزن خودرو را در مقایسه با فولاد معمولی 35-40 درصد کاهش می دهد.

 

 

 

 

 

کاربرد فولاد با استحکام بالا در خودروسازی

از فولاد با استحکام بالا در قسمت‌های مختلف خودروسازی ازجمله ساخت آرماتورهای آستانه، ستون‌هایA، ستون‌های B، تیرهای ضربه‌ای جانبی، تقویت‌کننده‌های کمری، ضربه‌گیرها و کمان‌های سقفی و صندلی‌ها استفاده می‌شود. در ادامه به توضیح مهم‌ترین کاربردهای فولاد پیشرفته با استحکام بالا در صنعت خودروسازی پرداخته می‌شود:

 

ضربه‌گیر و تقویت‌کننده

  1. ضربه‌گیر اولین ابزار دفاعی خودرو در برابر هرگونه نیروی خارجی است؛ بنابراین ضربه‌گیرها باید در جذب نیرو بسیار مقاوم باشند. دوام و مقاومت فولادهای با استحکام بالا، آن‌ها را به گزینه عالی برای سپر و ضربه‌گیر تبدیل کرده است.

    بسیاری از قطعات دیگر خودرو نیز به مقاومت بالایی نیاز دارند. فولادهای استحکام بالا برای رفع این چالش‌ها مناسب هستند و ضخامت کاهش‌یافته آن‌ها منجر به وزن سبک‌تر نیز می‌شود.

     

    چارچوب‌ها و صندلی‌ها

  2. چارچوب‌های خودرو نقشی مهم در افزایش استحکام خودرو در هنگام وارد آمدن ضربه ایفا می‌کند که می‌توان در ساخت آن‌ها از فولاد با استحکام بالا استفاده نمود. باز هم، کاهش وزن در اینجا یک نکته اساسی است. صندلی‌ها به‌طورمعمول بخشی از بدنه خودرو محسوب نمی‌شوند، اما برخی از سنگین‌ترین وسایل موجود در یک وسیله نقلیه مسافری هستندبه همین دلیل ساخت آن‌ها با کمک فولاد AHSS می‌تواند بخش زیادی از وزن خودرو را کاهش دهد.

     

  3. شاسی و فریم

 

فولاد با استحکام بالا قابلیت‌ پشتیبانی شاسی و فریم را داراستاین شاسی در معرض برخی از شدیدترین فشارهاست که در هر یک از قطعات خودرو مشاهده می‌شود، بنابراین به خواص بسیار عالی مقاومتی نیاز دارد - مانند آن مقاومتی که در فولاد با استحکام بالا وجود داردبا استفاده از فولاد AHSS، طراح خودرو اجازه خواهد داشت تا ضمن حفظ تمامیت ساختاری، اشکال پیچیده و سبکی را ایجاد کند.
 

 

دیگر کاربردهای فولاد با استحکام بالا

کاربرد فولاد پیشرفته با استحکام بالا صنایع مختلفی را در بر می‌گیرد. فراتر از صنعت خودرو، صنایع زیر نیز از مزایای ساخت فولاد AHSS استفاده می‌کنند.

  • حمل‌ونقل ریلی
  • انرژی
  • زیرساخت
  • صنایع کشتی‌سازی
  • هوافضا
  • ساخت سازه‌های فراساحل
  • ساخت سازه‌های مربوط به نیروگاه‌های آبی
  • صنعت ساختمان‌سازی
  • ساخت پل

آنچه مشخص است بیشترین رشد تقاضا در مصرف فولاد در سال‌های آینده مربوط به صنایعی است که نیاز به فولاد پیشرفته با استحکام بالا در آن‌ها ضروری است. صنایعی ازجمله ساختمان‌سازی، کشتی‌سازی، صنعت نفت و ساخت توربین‌ها به سمت فولاد AHSS پیش می‌روند. صنعت خودروسازی نیز به سمت استفاده از فولاد پیشرفته با استحکام بالا می‌رود که با کاهش مصرف فولاد کم‌کربن و همین‌طور کاهش وزن خودروها همراه است؛ بنابراین به نظر می‌رسد متخصصان صنایع فولادی باید هرچه بیشتر به این نوع فولاد توجه داشته باشند و سعی کنند تا پیشرفتی همگام با نیاز صنایع مختلف داشته باشند.

 

 

پیشنهاد مطالعه : مقاله 6 دلیل که نشان می دهد خودروسازی به فولاد وابسته است

 

 

 

 

اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی : telegram twitter linkedin google+ facebook pintress

دیدگاه شما

ساعت کاری: ( شـنـبـه تا چـهـارشـنـبـه 9 الـی 18 و پـنـجـشنبه 9 الـی 13:30 )

مــیـزبـان صـدای گـرمـتـان هـسـتـیـم ...  43000023-021

منو