Применение ржавой стали в автомобильной промышленности
В последние годы автомобильная промышленность развивается в сторону высокого качества и легкости. Как максимально снизить потребление энергии для достижения высокой производительности и низкой стоимости при номинальной тяговой мощности, то есть, как построить экологически чистое транспортное оборудование, стало сегодня обществом. Тема обсуждения.
В автомобильной промышленности из-за своей высокой прочности и относительно легкого веса материалы из нержавеющей стали, особенно после удара, поглощают энергию сильнее, чем другие металлические материалы, обладают лучшими характеристиками безопасности, имеют меньший вес и более длительный срок службы по сравнению с обычными материалами. автомобили из углеродистой стали. Благодаря преимуществам простых процессов производства, сборки и т. Д. Использование нержавеющей стали в автомобильной промышленности демонстрирует мировую тенденцию к расширению с большим потенциальным рынком.
1. Состояние разработки и применения нержавеющей стали в автомобильной промышленности.
Разработка автомобильного кузова из нержавеющей стали в основном прошла четыре этапа:
1) вагон из нержавеющей стали только с внешней панелью из нержавеющей стали;
2) вагон из нержавеющей стали с подрамником из углеродистой стали;
3) все машины из нержавейки;
4) легкая машина из нержавейки.
Автомобильная промышленность в настоящее время является наиболее быстрорастущей областью применения нержавеющей стали. За последние десять лет потребление нержавеющей стали для автомобилей в Японии увеличилось в среднем с 10 кг до 30 кг, а в США превысило 40 кг. Нержавеющая сталь также широко используется в транспортных средствах общественного транспорта, таких как автобусы, метро и высокоскоростные железнодорожные перевозки.
Компания Budd Company в США впервые использовала нержавеющую сталь в производстве автомобилей в 1932 году и разработала первый в мире железнодорожный пассажирский вагон из нержавеющей стали. Япония и Германия использовали нержавеющую сталь и алюминиевые сплавы в национальных железных дорогах и городских рельсовых транспортных средствах соответственно.
Сейчас Япония, США, Швеция и другие страны использовали большое количество автомобилей из нержавеющей стали. Япония начала продвигать его в 1980-х годах, и в настоящее время его вагоны из нержавеющей стали достигли 60%. Автомобильная промышленность является основным направлением разработки приложений из нержавеющей стали.
Первое производство вагонов из нержавеющей стали в моей стране было произведено в 1987 году. Компания по производству легковых автомобилей в Чанчуне использовала материал 0Cr18Ni9 и использовала традиционную дуговую сварку для производства вагонов метро из нержавеющей стали. По сравнению с кузовом из углеродистой стали кузов автомобиля из нержавеющей стали был облегчен примерно на 2 тонны и прошел испытание на статическую прочность, что свидетельствует о том, что моя страна освоила проектирование и производство легких кузовов из нержавеющей стали. В июле 2003 года первый в моей стране городской пассажирский вагон из нержавеющей стали со скоростью 100 км в час успешно сошел с конвейера в Чанчуне. Это также был первый городской пассажирский вагон в моей стране.
До 1990-х годов, ограниченного уровнем экономического развития в то время, основным спросом были различные автомобили из углеродистой стали, и почти не было спроса на автомобили высокого класса, такие как нержавеющая сталь и алюминиевый сплав. После начала 1990-х годов, с повышением уровня жизни и экономическим развитием, рыночный спрос на элитные автомобили значительно увеличился. Городской железнодорожный транспорт Шанхая, Гуанчжоу, Ухани и Чунцина использует вагоны из алюминиевого сплава;
Tianjin Binhai Express Rail Transit использует вагоны из нержавеющей стали; Пекин принимает Олимпийские игры 2008 года, в основном на автомобилях из нержавеющей стали; Цинхай-Тибетская железная дорога рассматривает возможность использования легковых автомобилей из нержавеющей стали. В конце этого года в вагонах линии 15 Пекинского метрополитена будут использоваться первые отечественные метрополитены из нержавеющей стали независимой разработки. Общее количество вагонов на всей линии достигнет 15 поездов, два из которых будут полностью укомплектованными поездами.
Требования легкости и полноценного развития рельсового транспорта станут основным направлением развития рельсового транспорта в будущем.
2. Состояние разработки и применения материалов из нержавеющей стали для автомобилей.
Нержавеющая сталь не только обладает коррозионной стойкостью, но также имеет хорошие физические свойства и качество поверхности. Широко используется в автомобилестроении. В настоящее время существуют в основном следующие типы частей приложения.
1) В выхлопной системе используется нержавеющая сталь, большая часть которой - ферритная нержавеющая сталь, которая является наиболее часто используемой частью автомобильной нержавеющей стали. В зависимости от расположения выхлопной системы структура компонентов, температура газа и агрессивная среда сильно различаются. Следовательно, в дополнение к высокотемпературной прочности и стойкости к высокотемпературному окислению материалов из нержавеющей стали, автомобильные выхлопные системы также требуют стойкости к высокотемпературной коррозии и свойств термической усталости. 409L, 436L и т. Д. - обычно используемые марки нержавеющей стали.
2) Нержавеющая сталь для автомобильного топливного бака. Углеродистая сталь с покрытием, как правило, является традиционной сталью для автомобильных топливных баков, но топливные баки из нержавеющей стали не имеют риска утечки топлива, обладают отличной коррозионной стойкостью и хорошей формуемостью, а также могут упустить или упростить процесс окраски, и их легко рециркулировать. 304L, JFE-SX1 и т. Д. - обычно используемые марки нержавеющей стали.
3) Нержавеющая сталь для автомобильной рамы. Самая большая особенность комбинированного каркаса из нержавеющей стали - это высокая жесткость. Обеспечивая достаточно высокое соотношение веса и прочности, нержавеющая сталь также обладает хорошей ударной вязкостью, пластичностью, формуемостью и свариваемостью. Сочетание модульной конструкции каркаса автомобиля и превосходных характеристик материалов из нержавеющей стали позволяет создать автомобиль с хорошей ударопрочностью, легким весом, высокой безопасностью и надежностью, а также долгим сроком службы. К тому же такой каркас тоже можно полностью переработать. 409L, 3Cr12, 304L и т. Д. - все обычно используемые марки нержавеющей стали.
4) Автомобильные детали из нержавеющей стали. В основном это уплотнительные кольца из нержавеющей стали и теплообменники. В уплотнительных кольцах обычно используется нержавеющая сталь 301, а в теплообменниках обычно используются материалы из нержавеющей стали, такие как SUS304, SUS430 и SUS409L.
5) Нержавеющая сталь для украшения автомобилей. В дополнение к функциям, которые они должны выполнять, некоторые другие внешние части автомобиля также выполняют декоративные функции. Производители используют молдинги из нержавеющей стали, антенны, колпаки для колес и т. Д. На небольших автомобилях, а также нержавеющую сталь на поручнях, перилах безопасности и стрелах больших легковых и транспортных средств. Для снижения затрат зеркала заднего вида в основном изготавливаются из нержавеющей стали серии SUS430J1L, а в некоторых роскошных автомобилях используется нержавеющая сталь серии SUS436J1L; автомобильные дворники в основном используют SUS430, SUS304, SUS301 и др .; в ограждениях фар используется сталь SUS430 и другие марки стали.
Нержавеющая сталь часто используется в устройствах безопасности в автомобилях. Например, натяжитель ремня безопасности изготовлен из нержавеющей стали SUS301, датчики подушки безопасности и подкачивающие насосы в основном изготовлены из нержавеющей стали SUS304 и SUS304L, а индукционное кольцо ABS изготовлено из стали SUS434, SUS444 и других марок стали.
С непрерывным развитием автомобильной промышленности применение нержавеющей стали в автомобильной промышленности становится все более и более широким, и ее важность в производстве рам транспортных средств, выхлопных систем и деталей двигателей становится все более заметной.
Рама автомобиля или встроенный корпус автомобиля изготовлены из нержавеющей стали, содержащей от 11% до 12% Cr, обычно используемые марки - 00Cr11Ti, 0Cr11Ni4Ti, 00Cr12NiTi и т. Д. Некоторые страны последовательно использовали нержавеющую сталь в больших автобусах, транспортных средствах для перевозки угля, городских метро и т. Д. Фактическое использование показало, что после пробега 1.2 миллиона километров открытые части рамы остались в хорошем состоянии, а открытые части покрытия отслоились. Никаких следов коррозии не обнаружено, никакая часть автомобиля не была защищена каким-либо покрытием. ржавчины не обнаружено, поверхность цела.
С точки зрения экономии и практичности ферритная нержавеющая сталь 0Cr11Ti часто используется в выхлопных системах некоторых европейских и американских стран. Япония в основном использует ферритную нержавеющую сталь 13Cr ~ 17Cr и ее улучшенные версии. Он также используется в некоторых частях. Используйте аустенитную нержавеющую сталь Cr-Ni. Нержавеющая сталь, используемая для автомобильных деталей, в основном представляет собой ферритную нержавеющую сталь типа 0Cr18Ni9 и Cr17.
Основными деталями автомобилей из нержавеющей стали, в основном, являются уплотнения цилиндров и устройства для скручивания ремней безопасности. Марка материала обычно 1Cr17Ni7; 1Cr13, 0Cr18Ni9, 0Cr17Ni12Mo2 и др. Используются для автомобильной затяжки. Прошивка; 0Cr17, 0Cr18Ni9 используются для пластинчатых теплообменников маслоохладителя; 0Cr17 обычно используется для изготовления колец защиты фар, поручней больших легковых автомобилей, перил безопасности и т. Д.
В Японии в начале 1990-х годов в автомобильной промышленности ежегодно использовалось от 100,000 130,000 до XNUMX XNUMX тонн нержавеющей стали. Нержавеющая сталь используется в автомобильной промышленности. Нержавеющая сталь не только выполняет свои собственные функции, но и является декоративной, что повышает ценность автомобиля.
Если отечественные автомобили из нержавеющей стали хотят формировать партии и снижать затраты, ключевым моментом является решение проблемы локализации автомобильных материалов из нержавеющей стали. В автомобилях из нержавеющей стали в Японии, Южной Корее и других странах используется аустенитная высокопрочная сталь. листы из нержавеющей стали холоднокатаные для автомобилей. Химический состав, механические свойства и структура поверхности этого материала стали стандартами. В 2011 году моя страна успешно произвела дуплексная нержавеющая сталь для ответственных частей пассажирских вагонов, пришедших на смену импортной продукции и успешно использовавшихся в вагонах метро.
3. Заключение
В настоящее время в Китае нет точной статистики по стоимости автомобилей из нержавеющей стали. Согласно соответствующей статистике в Японии, с точки зрения производственных затрат, стоимость изготовления кузовов из алюминиевого сплава намного выше, чем у автомобилей из нержавеющей стали и автомобилей из углеродистой стали. Уровень стоимости кузова из нержавеющей стали немного выше, чем у кузова из углеродистой стали. С точки зрения затрат на техническое обслуживание автомобили из нержавеющей стали имеют самые низкие затраты на техническое обслуживание.
С точки зрения легкости корпус из нержавеющей стали немного тяжелее корпуса из алюминиевого сплава. При всестороннем рассмотрении затрат на производство, техническое обслуживание и энергопотребление автомобили из нержавеющей стали намного ниже, чем автомобили из алюминиевого сплава и автомобили из углеродистой стали, поэтому автомобили из нержавеющей стали являются наиболее экономичными транспортными средствами и имеют большие перспективы развития.