Động lực cho sự thay đổi này là rõ ràng và trực tiếp. Trên toàn cầu, tiêu chuẩn khí thải “National Six” của Trung Quốc, đề xuất “Euro 7” của EU và quy định CAFE của Mỹ đang thắt chặt các hạn chế về mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình của các hãng ô tô qua từng năm. Đồng thời, các tiêu chuẩn kiểm tra va chạm như Viện Nghiên cứu Bảo hiểm Trung Quốc (C-IASI) và E-NCAP của Châu Âu đều có những yêu cầu gần như nghiêm ngặt về an toàn thân xe. Điều này đặt ra một thách thức tưởng chừng như trái ngược nhau: làm thế nào để giảm trọng lượng của ô tô để giảm tiêu hao nhiên liệu mà vẫn đảm bảo hoặc thậm chí nâng cao độ bền an toàn của thân xe?
Câu trả lời nằm ở thép hợp kim có độ bền-cao được đại diện bởi 20CrMnTi.
1.Ưu điểm độc đáo của thép hợp kim cường độ cao-: Sự cân bằng hình tam giác giữa độ bền, độ dẻo và chi phí
Thép hợp kim cường độ cao-không phải là mới nhưng sự phổ biến của nó trong ô tô là kết quả của tiến bộ công nghệ và cân bằng chi phí.
Lấy 20CrMnTi làm ví dụ, nó là loại thép bánh răng được cacbon hóa thông thường. Thiết kế thành phần của nó rất phù hợp: lượng crom (Cr) và mangan (Mn) thích hợp có thể cải thiện hiệu quả độ cứng và độ bền của thép; Một lượng nhỏ titan (Ti) có thể tinh chế ngũ cốc và cải thiện độ dẻo dai. Sau khi xử lý nhiệt tiêu chuẩn "cacbon hóa + làm nguội + ủ ở nhiệt độ thấp", nó có thể đạt được các đặc tính tuyệt vời là "cứng trên bề mặt và cứng bên trong"-bề mặt có độ cứng cực cao (HRC 58-62) để chống mài mòn, trong khi phần trung tâm giữ đủ độ dẻo dai để chịu tải va đập.
Trong ô tô, ứng dụng điển hình của nó là sản xuất các bộ phận bảo mật quan trọng như bánh răng truyền động, trục truyền động và bu lông quan trọng. Những bộ phận này không chỉ đòi hỏi độ bền cao và giới hạn mỏi mà còn có độ chính xác kích thước cao và độ ổn định xử lý nhiệt. Có thể nói, các vật liệu như 20CrMnTi là nền tảng để hiện thực hóa việc thu nhỏ và hiệu suất cao của hệ thống điện.
2.Cuộc cách mạng 'giảm cân' của khung thân xe: độ bền cao hơn, vật liệu mỏng hơn
Chiến trường chính của việc giảm nhẹ nằm ở phần thân-màu-màu trắng (Body in White). Logic ở đây trực tiếp hơn: bằng cách sử dụng các tấm thép có độ bền-cao hơn, có thể giảm độ dày vật liệu đồng thời đảm bảo hiệu suất va chạm tương đương hoặc thậm chí tốt hơn, từ đó giảm trọng lượng.
Ứng dụng vật liệu của thân xe-màu-màu trắng của ô tô hiện đại đã thể hiện độ chuyển màu rõ ràng:
| Khu vực thành phần | Yêu cầu về vật chất | Các loại thép điển hình | Hiệu ứng nhẹ |
| Trụ A/B, Tia chống va chạm | Độ-cực cao, hấp thụ năng lượng | Thép tạo hình nóng-(PHS, độ bền kéo trên 1500MPa) | Cung cấp lớp bảo vệ-cao cấp nhất với độ dày cực mỏng, giúp giảm trọng lượng đáng kể |
| Thanh chống va chạm cửa, bộ phận gia cố khung gầm | Độ bền cao, khả năng định hình tốt | Thép hai pha (DP), thép martensitic (MS, cường độ 800-1200 MPa) | Thay thế thép carbon cao-truyền thống để giảm trọng lượng từ 10%-20% |
| Phần mái, mái che | Khả năng định hình và chất lượng bề mặt tốt | Nướng-Thép cứng (BH), Thép đẳng hướng (IS) | Đạt được mức giảm cân vừa phải trong khi vẫn duy trì chất lượng ngoại hình |
3. Phản ứng dây chuyền của chuỗi công nghiệp: Từ nhà máy thép đến nhà xưởng
Đối với các nhà máy thép, thép cường độ cao-cho ô tô đã trở thành chìa khóa cho sức mạnh kỹ thuật và tăng trưởng lợi nhuận. Baowu, Angang và các doanh nghiệp đứng đầu khác không chỉ tiếp tục giới thiệu các loại thép cường độ cao hơn (như thép định hình nóng cấp 2000MPa) mà còn hợp tác sâu sắc với các công ty ô tô để tham gia thiết kế các bộ phận từ giai đoạn EVI (can thiệp sớm) để đảm bảo khả năng sản xuất của vật liệu.
Đối với các doanh nghiệp linh kiện và OEM, nó mang đến thách thức trong việc nâng cấp công nghệ xử lý. Thép{1}}cường độ cao có độ cứng cao và khả năng phục hồi cao, đặt ra các yêu cầu mới về thiết kế khuôn dập, công nghệ hàn (chẳng hạn như các thông số hàn laze và hàn hồ quang) cũng như công nghệ kết nối. Một ví dụ trực quan là tốc độ mài mòn của tấm thép dập 1000MPa có thể gấp nhiều lần so với tấm thép thông thường.
4.Kết luận
Việc ô tô ưa chuộng thép hợp kim có độ bền- cao như 20CrMnTi không phải là một sự thay thế vật liệu đơn giản. Đây là một dự án có hệ thống được thúc đẩy bởi chính sách, được thúc đẩy bởi thị trường và được hỗ trợ bởi công nghệ, đáp ứng chính xác đề xuất về thời đại nhẹ và an toàn. Đối với các nhà cung cấp nguyên liệu, điều này có nghĩa là cơ hội thị trường rất lớn; Đối với các hãng ô tô, đây là khóa học bắt buộc nhằm xây dựng năng lực cạnh tranh cốt lõi của sản phẩm. Trong “cuộc thi giảm cân” này, ai kiểm soát được những “xương cứng” này tốt hơn sẽ có cơ hội giành chiến thắng cao hơn trong tương lai.
