摘要:随着时代的进步,国内外的系能源客车也在不断进步,新能源客车车架钢材也与之前的传统客车有了很大区别,不仅仅局限在能源的不同。为了提高客车的燃料效率,减少温室气体的排放,提高客车安全性能,钢铁行业针对客车车架的钢材进了改进创新,以达到节能减排、安全高效的目的需求。本文将围绕新能源客车车架所采用的主要钢材进行分析探究,若有不妥之处,望各位专业人士批评指正。
关键词:新能源;钢材;客车车架;不锈钢
引言:在当今时代,随着我国的经济进入高质量的发展新阶段,我国客运行业也必然将会进入一个新的发展阶段,以满足人们日益增长的出行和交通安全的需求[1]。在这个背景下,不少地区也正在规划扩充客车的产能,尤其是在将可客运车转向新能源方面,如果客运车的产能可以得到充分的释放,那么客运行业的钢材需求也必然进入一个新的阶段,相对于普通钢材,为了让汽车的轻量化得到提高,其安全性能的提高以及增加续航,新能源客车的车架将更多的使用高强钢、不锈钢以及超高强钢等等。
一、不锈钢用作客车车架
目前,节能、环保已经成为了客车发展的主要方向。新能源的发展给客车的重量带来了不小的挑战,所以对车架进行轻量化设计成为了目标。面对新能源客车中的底盘问题,由于不锈钢材料的成本问题,导致目前国内客车厂以此为材料生产底盘车架的不多,我国目前在客车上使用不锈钢比较多的是长春客车厂设计制造的两辆不锈钢软卧车,这辆车的车顶、侧墙以及大部分不外露但有可能被腐蚀的部分采用了不锈钢的材料,其他国内的客车厂也在试图生产不锈钢列策划,但目前不锈钢也主要是用在水箱、等容易被腐蚀的地方。不过也还是有几家客车厂以不锈钢为材料来生产底盘车架,如 中车、江西百路佳、厦门丰泰新能源、厦门金龙、金旅[2]
二、常规钢与不锈钢钢材对比分析
1、力学特性方面对比
大部分常规钢的屈服强度大概在235N/到620N/,而不锈钢的屈服强度在320N/到480N/3m太阳膜价格,而常规钢的抗拉强度大概在375N/到700N/之间,不锈钢的抗拉强度范围大概是522.5N/到680N/,屈服比可以反映钢材的利用率和在使用过程中的安全程度,而且屈服比数值越大,结构的安全性越高,但同时屈服比越大,也反映了钢材不能被有效的得到利用。经过计算常规钢的屈服比大概在1.12到1.59之间,不锈钢大概是1.4,所以由此看来不锈钢不管是在结构的安全性能上还是钢材的有效利用上,都处于优势地位。
2、价格的对比
在价格方面, 1.5mm厚的常规钢材料大概在7.4元/kg到8.8元/kg之间,2-3mm厚的不锈钢材料的价格大概在21.54元/kg到39.7元/kg,普遍高于常规钢的价格,这是由于不锈钢中含有大量的其他合金元素[3]
三、各类不锈钢的材料特性
1、铁素体不锈钢
铁素体是不锈钢家族成员中的重要组成成员,这里人们普遍存在一个误区就是不锈钢中含
铁量与是否是铁素体不锈钢有关联性,其实铁素体不锈钢的三大特征就是——铬含量稳定在12%~30%区间内、体心立方晶格的基体组织和基本不含镍,铁含量与其身为铁素体不锈钢没有任何关系。铁素体不锈钢由于含铬量高,它的耐腐蚀性能与抗氧化性有比较好,但是受制于早期锻造工艺限制,它具有焊接性较差等短板,使之在工业利用上不被人们重视,在过去常常被认为是“假冒伪劣的不锈钢”,大多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用,随着20世纪70年代冶炼技术的全面进步,尤其是真空冶金技术的出现和使用,高质量低成本的现代铁素体不锈钢不断涌现。其中,4XX系更是成为奥氏体不锈钢的首选替代材料,甚至用来替代紫铜和白铜管[4]
2、奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢占全球不锈钢总产量的七成以上,是目前使用量最大也是使用范围最广泛的不锈钢材料。在室温下,奥氏体不单独存在,且其在钢中的成分不高,所以不能称为奥氏体钢。但是,当钢中加入某些足够多的合金元素时,就会扩大奥氏体相区,使得奥氏体稳定在室温,形成奥氏体钢。所以奥氏体钢,其实是一种具有面心立方晶体结构的合金钢。奥氏体不锈钢中的合金元素的加入,弥补了单一碳钢的强度不够、耐低温的性能较差等的
短板,但是它不能通过热处理的方法来改变力学性能,而且它的成本远高于铁素体不锈钢。
3、奥氏体-铁素体双相不锈钢
奥氏体-铁素体双相不锈钢是一种物理性能介于奥氏体和铁素体之间的优良不锈钢种类,兼有奥氏体和铁素体不锈钢二者的特点。但是具体来说,它的性能更加接近于铁素体不锈钢和传统的碳钢。它双相的名称来源于其基体组织内含有铁素体和奥氏体两种晶粒[5]。与铁素体和奥氏体相比,它的强度是二者的两倍,但是它的塑性、韧性并未因为高强度而减弱,呈现出良好的可塑性和坚韧性,被工业生产和使用部门所青睐,随着交通工具领域的进步和锻造工艺的提升在新能源客车车架中越来越多的采用双相不锈钢,以便发挥其优良的性能。
四、新能源客车车架使用不锈钢的意义
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不锈钢之所以可以用作新能源客车车架,是因为其有着其它的材质难以与之媲美的优良的性能,不锈钢具有良好的耐腐蚀性,对于提速车以及高速客车来说,不锈钢板可以降低板
厚,由于板厚的降低,车辆自重也随之降低,这样便降低了在高速行驶的时候轮轨间的作用力,减少了对钢轨的磨损,而且客车的自重和运行的阻力成正比,由于自身重力的降低,运行阻力也降低,在同等的牵引力下,速度便随之提高。不锈钢的耐腐蚀性能还可以减少钢结构的维修量,减少检修工时,提高车辆的运用率。
五、新能源客车车架使用不锈钢的发展前景
我国客运行业经过多年的发展,目前民众交通运输工具广泛采用了不锈钢,这就为在客车车架使用不锈钢提供了现实的参考依据,尤其是在安全、环保、耐腐蚀、低成本和新能源客车行业发展的趋势下,高强度和轻量化已成为当今客车发展的主流趋势,并且伴随着人们生活水平的提高,以及当今时代经济的持续发展,市场对于新能源客车的需求量不断增加[6]
六、结语
汽车制造业是我国钢材消耗量比较大的产业,而新能源客车车架所用钢材也占了很大比重,为了减轻新能源客车的重量,使其更耐腐蚀性更强,延长其使用寿命,推动其向安全
、环保、低成本方向发展,我们不断探索不锈钢在新能源客车车架上的运用,不仅将不锈钢用于客车车架的制作,更兼顾低排放,低成本,高安全性,耐腐蚀性。通过设计改造,结构创新,进行客车车架的改造,选择合适的钢材材料,在车身重量轻的设计中开发更合理的车身结构,使用更轻便的钢材结构,以最低的成本获取最佳的结果。
长城哈弗m2怎么样参考文献:
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[5] 刘浩, 孔剑, 暨柳华. 水电站大型压力钢管钢材的选择分析[J]. 水电与新能源, 2022, 36(4):6.
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