面对汽车轻量化 高强度钢仍是主角

　　近年来，国内的环保问题日益严峻，政府相继出台了一系列严格的环保标准。在这种情况下，汽车轻量化逐渐成为趋势，我国已经出台了多项相关政策，促进新能源汽车的研发和使用，推动汽车用材轻量化进程。预计到2020年，我国汽车轻量化会发展到较高的水平，届时，以2005年目标车为基数，我国汽车整体上将减重40%左右。

　　当前，工程塑料、铝合金、镁合金等新材料的运用开始成为汽车轻量化的发展趋势之一。据悉，现在德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%~15%，有的甚至达到了20%以上。此外，中国、日本和韩国的车身用铝需求目前约为50000吨，业内人士预计，未来至少10年的年均需求增速将达到30%左右。

　　面对轻量化的趋势，以及众多新材料的冲击，让一直在汽车用材上占据霸主地位的汽车用钢，面临着前所未有的挑战。但业内人士表示，在可见的未来，钢材仍是汽车轻量化的主角，钢铁企业和汽车制造企业合作研发高强度汽车用钢仍是实现汽车轻量化的主要方式之一。

　　钢材仍是主流材料

　　长久以来，汽车用钢中的板材（包括热轧板、冷轧板和镀层板）是生产汽车的最主要原材料。一般来说，制造1辆轿车须使用薄钢板600kg~800kg。如今，为达到汽车的轻量化要求和节能减排的目标，汽车所采用的材料必须自重轻。在这一点上，工程塑料、铝镁合金等新材料比较占优势。那么车用钢会逐渐被替代吗？

　　对于这个问题，上海汽车集团乘用车质保部主任工程师付玉生在接受笔者采访时坚定地表示：“没法替代！”他认为，目前新材料的强度只能代替200MPa~300MPa的软钢部分，对于高强度钢的地位，还是很难撼动的。对此，他解释道，汽车企业对汽车产品会按照受众群、利润等方面来定价，如果是30万元以上的车型，利润高，这些轻的贵金属材料自然也就用得多。“但现在市场上还是以中低端汽车为主，因此钢材仍将是主流材料。”

　　对于这个观点，宝钢研究院首席工程师王利深表赞同。他表示，一般的汽车企业承受不了镁铝等合金材料的成本。他认为，轻量化技术最终是多材料的应用。对此，王利形象地比喻道：“就像设计师造房子一样，假如你是穷人，就给你选便宜的材料；假如你是富人，就可以给你用好的材料。汽车用材的选择，还是要回归到客户群体。一般中低档的汽车，其用材还会是以钢为主。”他认为，在未来占主导地位的汽车制造材料还是高强度钢，比例约占60%。“如果用其他新材料，会引起汽车工业四大工艺的变化，其冲压、焊接、涂装、总装，各个环节都要配套，成本也会相应提高。所以说，除非出现突破性、革新性的材料和技术，否则很难撼动汽车用钢的地位。”

　　长安汽车(000625,股吧)研究总院先期技术研究所室主任刘波也表示：“就目前来说，高强度钢的应用仍是轻量化最有效的手段。因为在实际操作中，高强度钢是应用最顺利、减重最明显的，而且推动起来也比较容易。”

　　高强度、高塑性汽车钢得到广泛关注

　　目前来看，钢材是一种既能够实现轻量化，性价比较高，又能够保证安全的材料。

　　中国汽车工程研究院副总工程师、汽车轻量化中心总工马鸣图告诉笔者，汽车工业下一步的发展肯定要用到铝合金，但现在我国汽车用铝合金板材的性能、质量还没有达到要求。而对于钢材的强度要求，马鸣图觉得在1000MPa以下，保证成型性就足够了。“如果钢材的强度达到1000MPa以上，钢材的回弹、模具的磨损、模具的制造等问题，都很难解决。”

　　确实，高强度钢的成型问题，也是众多汽车企业关注的焦点。奇瑞汽车股份有限公司金属材料部副部长陈云霞就表示，希望高塑性、高强度的汽车用钢能够尽快面世。一汽股份有限公司技术中心材料部金属板材研究室高级工程师韩志勇对笔者坦言：“在轻量化和推动安全的趋势下，高强钢板的应用日益广泛，比例也不断提高，但同时也带来了一定的困难。随着强度的不断提高，钢材的可塑性就会变差，这就给成型带来了困难。”此外，韩志勇补充道：“在钢材强度提高的同时，如果塑性不能得到改善，对性能也会造成不利影响。对汽车企业来说，肯定是希望能得到一种强度高、成型性能好的材料，但这两个方面通常是矛盾的。因此我们希望，未来的高强度钢能够有效降低汽车企业的成型困难和生产成本。”

　　高强度钢普及不能急于求成

　　钢铁行业进入微利时代以来，汽车用钢一度成为钢厂生产的“香饽饽”，许多钢厂花费大量资源研发汽车用钢。据了解，目前，国内的许多钢厂已经可以生产出与国外品质相当的高强度钢材。王利告诉笔者：“现在国际上主流的大汽车厂需要的材料，宝钢基本上都能供应。此外，国际上同步研发的第三代汽车钢，宝钢也处在领先的位置。”

　　但即便如此，国内对于高强度钢的利用率仅有40%，而放眼国际，这个比例则高达70%。对于普及率不高这一现象，首钢技术研究院（技术中心）工程师韩赟向笔者透露：“现在高强钢的推进工作仍不到位，在实际应用上，存在着汽车企业不愿意去推动的现象。”韩赟解释道：“对汽车企业来说，如果推行减重，企业就要重新去设计、调整。一个是成本方面考虑，另外如果有风险的话，前期的付出就都打水漂了，因此很多企业都不愿意尝试。”

　　“还有一个原因，就是现在钢厂虽然能够生产高强度钢，但下游企业不会用。越是高强度的产品，其下游工序，如加工、焊接等，就越困难。”韩赟补充道。不过对于高强度钢应用的未来，他还是信心十足。“刚开始难免会有一些阻力，但未来肯定是一个逐步发展的过程。现在跟前两年相比，高强度钢的利用比例已经在增加，很多汽车企业也开始在尝试，但这个事情不能急于求成。”

　　钢企须转换角色改变服务模式

　　高强度钢在国内的普及率不高，很大程度上是由于我国长久以来的汽车用钢制作工艺，都是效仿国外、跟随国外的。如今，要赶上国外汽车工业的步伐，就需要国内的汽车生产厂家正向思维，创造出能与国外比肩，甚至好于国外的产品。

　　对于供应材料的钢厂来说，关键在于改变传统的服务模式。马鸣图告诉笔者，现在韩国浦项制铁公司已经能做到从满足客户的要求出发，为用户提供产品开发的先期介入，共同开发客户需求的钢材。他认为，钢厂不光只是钢材供应商，还要逐渐转变成一个能够解决问题的合作伙伴。

　　“具体来说，钢厂不仅仅是把钢材生产出来就够了，还要让客户知道怎么用。这样就需要一个实用阶段的整体解决方案，包括是否跟客户合资成立新公司、指导客户如何选材、指导客户用什么样的工艺来做成零件，最后甚至是为客户提供金融方面的支持。”马鸣图坦言，“在这个方面，我国钢铁企业在总体上还是做的远远不够的。”

　　对此，王利也表示：“下游企业的零部件设计能力很强，但他们对材料的认识不如钢厂，对新钢种不知道如何应用。对钢厂而言，虽然没必要去把握整车设计，但掌握相关零部件的设计是完全可以做到的。如宝钢以先期介入的形式，与客户共同开发，最终达到为客户提供解决方案的目的，这样会加快新钢种的普及和应用。”

　　在汽车企业看来，虽说高强度钢是实现轻量化的有效手段，但是如果要做好的话，就需要钢厂能够提供一个完整的方案。同时，他们也希望钢厂、研究院校等，能够和汽车企业共同开发，将成果资源共享、推广，从而降低单个企业的开发成本。

　　作为下游用户，刘波建议钢厂在推广轻量化方案的同时，除了材料之外，还要有相应的、合适的工艺和结构设计。“如果钢厂只是告诉用户高强度钢的材料厚度，是无法让企业信服的。所以当钢厂提出任何一个轻量化方案时，必须从结构、材料跟工艺这3个方面综合考虑，而且要多方案进行对比，只有这样，才能把轻量化落到实处。”

　　在刘波看来，未来的汽车工业发展，不可能由一种材料占统治地位。所有相关企业都要寻找在目前这个阶段，与我们的设计、工艺水平最合适的材料。“找到它，并把它突破，最后把它精准地使用到汽车上，这才是最终目的。”

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