Автор ams_jamesbakewell 2017-10-03T10: 26: 22 + 01: 00
Бренди все частіше вибирають сталі AHSS, що перевищує прогнози металургійних компаній
Рішення Audi використовувати армовані вуглецевими волокнами пластмаси (CFRP) у кузові свого A8 у масовому виробництві привернуло багато уваги ЗМІ, але широке використання сталі, а не алюмінію, у цій самій моделі може бути більш значним. Кабіна водія складається з високоміцних сталевих деталей, ця зона складається з нижньої частини передньої перегородки, бічних підніжок, стовпів B та передньої секції лінії даху. Фактично, більше 40% корпусу A8 буде виготовлено зі сталі, що на 32% більше, ніж модель 2009 року.
17% корпусу A8 (на фото вище) буде загартованою пресовою сталлю (PHS), яка частково надходить від ArcelorMittal. Ці сталі мають межу текучості 1500 МПа після затвердіння в пресі. Деякі деталі з листового металу, що використовуються в корпусі, мають різну товщину, а інші проходять часткову термічну обробку. Це зменшує вагу та збільшує міцність, особливо у ключових зонах безпеки автомобіля.
Директор Центру легкого будівництва Audi Бернд Млекуш нещодавно повідомив німецькій газеті Frankfurter Allgemeine Zeitung: «У майбутньому не буде автомобілів, виготовлених виключно з алюмінію. Класи PHS відіграватимуть у цьому відношенні ключову роль. Оцінки PHS знаходяться в серцевині пасажирського салону, який захищає водія та інших пасажирів у разі зіткнення. Якщо порівняти співвідношення між жорсткістю і вагою, сталі PHS перевершують алюмінієві ".
Кеннет Олссон, спеціаліст з автомобілебудування в SSAB, коментує: “Наростає тенденція на ринку автомобілів високого класу використовувати конструкції з багатьох матеріалів, а не виключно алюміній. Це, здається, є оптимальним рішенням для зменшення ваги та забезпечення хороших показників при зіткненнях ".
Шлях сталі Технології з’єднання кузовів включають роликове зашпаровування ламелей передніх і задніх дверей. Ця холодна механічна технологія використовується для скріплення алюмінієвої бічної рами з листами PHS стовпа B, лінії даху та підставки для ніг. Завдяки цьому процесу інженери Audi досягли поліпшення обшивки дверей до 36 мм порівняно з попередньою моделлю. Таким чином, доступ до автомобіля також є більш зручним і збільшує поле зору водія навколо А-стовпа, ключової області для безпечної їзди.
"Повернення Audi до сталі для сегменту розкоші A8 наочно показує, що вартість - не єдина перевага сталей AHSS", - говорить директор ArcelorMittal з автомобільного маркетингу Бред Дейві. “Що стосується безпеки, ви не можете зрівнятись із характеристиками сталі. Сталь - це гнучкий матеріал, який постійно розвивається, щоб відповідати викликам, пов'язаним з еволюцією автомобільного дизайну. І те саме стосується викликів споживчої економіки ".
За словами президента Білла Дугласа з дистриб'ютора прокатної сталі LexCentral, актуальність рішення Audi використовувати сталь ще належить побачити. Це природно добре для металургійної промисловості, але Дуглас зазначає, що марки вже давно виробляють високопродуктивні сталеві машини і що цей новий підхід є наслідком удару по металургійній промисловості.
"Повернення Audi до сталі в A8 чітко показує, що вартість - не єдина причина використання вдосконалених високоміцних сталей". - Бред Дейві, ArcelorMittal
"Я думаю, що рішення Форда виготовити пікап F-150 з алюмінію завдало великої шкоди металургійній промисловості, - пояснює він. - Великою перевагою сталі є міцність і довговічність, і тому вона не мала конкуренції в галузі Автомобільний сектор. Це був ідеальний набіг для алюмінію, набагато легший, але також більш крихкий.
Зрештою, я думаю, що виробники алюмінію були єдиними переможцями за цим сценарієм, оскільки до цього часу вони не брали участі на ринку вантажівок. Металургія програла цю битву, але я думаю, що і Форд програв її. GM змогла донести до реклами інформацію про їх міцність та довговічність, і вони мали рацію: якщо ви хочете заощадити паливо на милю, тоді алюміній пропонує економію. Однак, якщо ви хочете перевезти багато цегли, дерева або будь-якого іншого важкого вантажу, найкращим варіантом є сталь.
“Я думаю, що пікап Ford F-150 все ще є номером один у продажах, але він втратив частку ринку через це рішення. З часом ми дізнаємось, чи це був ключовий момент в історії Ford, оскільки до цього часу він користувався великою лояльністю на американському ринку, особливо серед далекобійників ".
Потрійне збільшення Рішення Audi віддавати перевагу сталі порівняно з алюмінієм є частиною тенденції, яка випереджає очікування виробників сталі, згідно з даними Інституту розвитку ринку сталі (SMDI). За період з 2006 по 2015 рік використання сталей AHSS зросло в середньому з 37 кг до 124 кг у транспортних засобах, утричі лише за десять років. Крім того, між 2012 і 2015 роками використання сталей AHSS щороку зростало на 10%, що значно перевищувало прогнози ринку.
Це збільшення відбувається не тільки в автомобілях класу люкс, але і в повсякденних моделях. "Корпус нового Chrysler Pacifica складається з 72% високоміцних сталей і на 113 кг легший за попередню модель, - каже Бред Дейві. - Він також має лазерне штамповане дверне кільце з п'яти деталей. ArcelorMittal робить його одним з найлегших мікроавтобусів на ринку і має п’ятизірковий рейтинг від NHTSA. Як результат, Pacifica виграла премію «Утиліта року» в Північній Америці за 2017. Кузов Honda Ridgeline - інший Наприклад, він складається з 96% сталі з 19,3% сталі надвисокої міцності [UHSS], 35,7% сталі з високою міцністю та 41,3% інших сталей ".
Потреба зменшити вагу транспортних засобів змусила бренди дослідити використання різних альтернатив сталі, оскільки вони намагаються відповідати дедалі жорсткішим вимогам щодо викидів CO2 та ефективності використання палива. Наприклад, усі автомобілі, що продаються в ЄС, зможуть викидати лише 130 г СО2 на пройдений кілометр. У 2021 році ця ціль буде знижена до 95 г/км. Як ми бачили, Ford експериментував із широким використанням алюмінію. BMW, з іншого боку, інвестував значні кошти у виробництво та використання пластиків CFRP, особливо у моделях "i" та 7 серії.
Однак, згідно з доповіддю Tata Steel, бренди змогли досягти цих цілей насамперед шляхом підвищення ефективності своїх силових агрегатів. Використання легких матеріалів позитивно, але поступається зменшенню викидів CO2. Фактично, між 2010 та 2015 роками середня вага автомобілів, що продаються в Європейському Союзі, зросла (приблизно на 1%). Кожне нове покоління має тенденцію бути більшим за габаритами та обладнанням. Споживачі купують більше моделей позашляховиків замість сімейних седанів і все частіше мають більше систем безпеки, розваг та підключених пристроїв.
Кузов нового Chrysler Pacifica складається з 72% високоміцних сталей
"Сталь тепер тонша, міцніша і складніша за композиціями, - каже Білл Дуглас (LexCentral). - Виробники сталі продовжують інвестувати в обладнання, що дозволяє їм досягти нових проривів у цій давній галузі. Сталь завжди мала переваги міцності., довговічність, податливість і вартість, а також дуже легко переробити. Проблема корозії також була вирішена десятиліття тому, тому єдиною проблемою є вага. Це проблема ".
У відповідь на це виробники сталі розробляють дедалі сильніші марки UHSS для зміцнення в пресі та дедалі міцніші та податливі марки AHSS для процесів холодного формування.
"За останніми даними ArcelorMittal, за нашими підрахунками, марки можуть зменшити вагу автомобіля на 20-25% порівняно з 2010 роком", - говорить Бред Дейві. «Проаналізувавши потужність нашого діапазону руху S-in, ми розширюємо застосування сталей AHSS поза шорстким корпусом до таких компонентів, як двері та сидіння. У випадку з дверима можна досягти зниження ваги до 34% ".
Кеннет Олссон, представник SSAB, продовжує: «Наша стратегія полягає в тому, щоб зосередитись на компонентах, що поглинають ударну силу, де високоміцна сталь краще алюмінію. CFRP-пластмаси дуже дорогі, і хоча використання цих матеріалів може зрости, воно буде дуже обмеженим. Сталь - це матеріал, добре відомий своєю пластичністю та склеюванням, і його поведінка дуже передбачувана в аварії. Вага пластмас CFRP відмінна, як і їх міцність і жорсткість, але їх неможливо передбачити в аварії. Союз теж складний ".
Ще однією сферою зростання сталі стане силова установка для автомобілів з низьким рівнем викидів, включаючи електродвигуни та акумулятори. Очікується, що вони збільшаться на 1,6 млн. Тонн, оскільки ці компоненти матимуть вищий рівень електротехнічної сталі та сталевого покриття відповідно. Високоефективні електричні сталі можуть покращити ефективність електродвигуна, покращуючи його автономність та потужність, з іншого боку, літієві батареї, що використовуються в цих транспортних засобах, потребують вдосконалених сталей з покриттям.
Tata прогнозує, що алюміній та пластики CFRP матимуть відносно низький вплив з двох причин: По-перше, вони надмірно дорогі; по-друге, вони менш стійкі протягом усього життєвого циклу, що буде ключовим фактором у майбутньому автомобільної промисловості. Сталь можна постійно переробляти без втрати якості.
"Що стосується екологічної стійкості, клієнти перейдуть від оцінки викидів до оцінки життєвого циклу, справжнього значення впливу на довкілля автомобіля: від колиски до кладовища", - сказав Кріс Вуффіндін, директор з маркетингу автомобілів у Tata Steel. " оцінка підтверджує, що сталь набагато привабливіша за інші матеріали. Ми вважаємо і бачимо, що вдосконалені сталі - це відповідь, вони пропонують стійке рішення, зручне для автомобільної промисловості в короткостроковій та довгостроковій перспективі ".
Дуглас погоджується і скептично ставиться до екологічних характеристик автомобілів з наднизькими викидами. "Люди не знають, що Tesla важить на 360 кг більше, ніж моделі BMW 5 серії та Audi A6", - говорить він. «В результаті він споживає більше енергії, ніж конкуренція. Різниця полягає в тому, як ми вимірюємо споживання енергії. Ніхто не запитує, звідки береться енергія, яка використовується для зарядки акумуляторів, або що відбувається, коли закінчується термін експлуатації автомобіля або його компонентів. Сталь легко переробляється, але пластик накопичується на звалищах, а акумулятори надзвичайно токсичні ".
Дивлячись у майбутнє, Дейві каже: «Впровадження автономних транспортних засобів не вплине на очікування щодо сталі AHSS. З двох причин. Перш за все, найближчим часом автономним транспортним засобам доведеться взаємодіяти на дорогах з неавтономними транспортними засобами. Це означає, що ті самі заходи безпеки повинні бути включені в ці транспортні засоби, а сталь AHSS - ідеальний матеріал для економічного використання. По-друге, автономні транспортні засоби також повинні бути легкими (щоб зменшити викиди), економічно ефективними та переробними. Сталь - найкращий матеріал для задоволення цих вимог ".