不同品牌的汽车对零部件数量的需求并不相同,一辆汽车通常需要几万个零部件,而不同零部件发挥的功能不同,所以其服役工况也千差万别,因而对材料性能的需求也各不相同。汽车零部件的选材需要根据其具体服役工况,综合考虑材料的理化性能、力学性能和工艺性能(如屈服强度、焊接性能、冷弯性能等)及经济性等因素,这里简要概述一下汽车用覆盖件、结构件/功能件和底盘类零件对钢铁材料的要求。
汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘,构成驾驶室、车身的金属薄板制成的空间形状的表面或内部零件,按功能和部位可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架覆盖件三类。汽车覆盖件主要有车门、发动机罩、行李舱盖、保险杠(前后,内衬)、车身侧裙板、轮罩、门槛、散热器格栅、牌照板等。汽车覆盖件对表面缺陷要求较高,这类部件表面上的微小瑕疵会引起光反射而损坏外形的美观,所以覆盖件表面不允许有边缘拉痕、波纹、皱折和其他破坏表面美感的缺陷。汽车覆盖件要求良好的成形性、强度和刚度。汽车覆盖件在服役过程中与空气接触,所以汽车覆盖件还要求良好的耐蚀性。汽车覆盖件用钢材通常为厚度0.6~1.0mm之间的薄板,且使用表面有涂层的镀锌或锌铁合金钢板。由于发动机罩、车门、行李舱盖等外板对刚度有要求,同时又需要较高的成形性,因而多采用BH烘烤硬化钢或者DP450双相钢。
汽车结构件指汽车中的承载件及受力件,包括前后纵梁和A、B、C三对支柱等。汽车加强件是指汽车框架等一系列具有强化保护功能的结构件,如前后防撞梁和翼子板内缘等。
汽车结构件和加强件,如保险杠、横梁、纵梁、座椅导轨、机油盘等零件,可选用双相钢,采用热处理得到80%的铁素体和20%的马氏体的组织结构,其屈服强度在500~900MPa之间,具有低屈强比、初始加工硬化速率快、无屈服延伸及烘烤硬化性能,但扩孔性能差;也可选用相变诱导塑性钢,其组织是铁素体、贝氏体和残余奥氏体,强度在600~1000MPa之间,其特点是初始加工硬化指数小于双相钢,但在很长应变范围内仍保持较高的加工硬化指数,因此特别适合用于拉胀成形。门柱、窗柱等结构件需要更高的抗拉强度,多选用热成形钢。
汽车底盘主要包括传动部件、行驶部件、转向部件以及制动部件。其中,转向部件通常采用优质碳素钢以及铸铁制造。行驶部件中的车架由碳素钢制造,车桥由灰铸铁制造,个别品牌的汽车车架在制作时也会使用优质碳素钢,而制动部件中的轮缸及其制动管路则选用铸铁制成。
鉴于汽车用钢种类繁多,这里无法一一介绍,所以将部分汽车零部件的选材及性能要求列于表1-1,以供读者阅后了解。
表1-1部分汽车零部件的选材及性能要求