为什么汽车用铁的不用不锈钢的(耐用还不生锈的不锈钢为什么汽车厂家都不爱用)
不锈钢种类繁多,按组织结构可分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。按化学成分可分为铬系不锈钢、铬镍系不锈钢和铬锰系不锈钢,分别对应于美国AISI标准的400、300和200系列。
由于不锈钢具有耐高温、防腐蚀、使用寿命长、对人体健康无害、可100%回收等优点,其应用领域在不断扩展。很多高档腕表,用的是316L不锈钢,泡在海水里没事。高级一点的劳力士,用的是904L不锈钢,“耐腐蚀性”会更好一点。
可是,让很多人奇怪的是,为什么汽车不用不锈钢生产,这样不就摆脱了生锈的困扰了吗?的确,从理论上来说,使用不锈钢车身,汽车使用寿命有望大幅度增长。那么车企为什么不用不锈钢来造车呢?
造车成本太高
其实在历史上,确实有厂家用不锈钢造过车子,比如这辆保时捷911S。
保时捷911S车身由冷轧钢制成,由机器和人力共同制造,但从未涂漆。根据路试车手托德曼( Tottmann ) 1972年对媒体的介绍,在行驶了15万公里后,这辆车仍然没有生锈的痕迹,无论走到哪里都是人们关注的焦点。
不锈钢信息中心对这款定制的911非常满意,超出了所有人的预期。尽管结果出乎意料地好,但由于制造成本高的惊人,托德曼曾经说过,这款特殊911的价格大约是普通911的两倍。
如今,现代汽车的车架采用的是镀锌钢板,每吨要四五千,而不锈钢的价格是它的3倍,304不锈钢板的价格每吨一万五千块。
对于现在的厂家来说,镀锌钢板本来就好用,没必要花更多的成本去用不锈钢来造车。虽说不锈钢的刚性很强,但是一旦发生事故,很难进行修复,这个时候就要花费更多的维修成本。
与汽车发展方向相违背
如今这个时代是节能减排的时代,全世界的汽车企业现在都在搞一件事,那就是轻量化,在保证强度的情况下,实现更轻的重量是目前最核心的思路。
铝合金的密度为2.8克/立方厘米(大于3的很少),铁的密度为7.8克/立方厘米,而不锈钢的密度接近了8克/立方厘米,已经约为铝合金的三倍了,这种情况下在同样的材料体积下,不锈钢就得比采用铝合金重三倍。也比目前的大部分造车身用的普通镀锌板DC51D Z要重(密度7.85左右)。
所以,不锈钢的重量太重,如果用到车身上只会增加车辆重量,增加油耗,所以并不符合如今时代的发展潮流,注定不会被厂家所采用。
不适合冲压加工
如今汽车现在使用的钣金材料基本都是冷轧基料镀锌钢板,多次冲压成型,这就要求材料必须有很好的延展性,刚度强,不回弹。不锈钢的延展性虽然很好,但是回弹性高,很难满足多次冲压和复杂成形的工艺要求。
更何况不锈钢焊接、钻孔都是很困难的。不锈钢材质由于容易形成热裂纹、膨胀系数大等问题使得实际焊接过程非常困难,先不说焊点的强度够不够,就这个热膨胀系数大就非常影响焊接质量,想达到与镀锌板、铝合金一样的焊接强度,焊点至少要多一倍。
有铝合金、镀锌板那么好操作的材料何必用不锈钢呢?
安全得不到保障
不锈钢本身的涂漆性也比较差,这对于车企来说,要么投入重金改善技术,要么就是都生产金属色的产品。
不锈钢的反光能力很强,走到哪里都相当于一个移动镜子,谁要开灯照到它保准慌花你的眼。这是一个相当大的不安全因素。
另外在安全上,看似强度更大的不锈钢还将带来严重的安全问题。
一般在车身设计中,都会加入吸能盒、冲击力的传输通道等设计,用车身材料本身的形变,来吸收碰撞产生的力量。
如果使用不锈钢,那么车确实看起来如同坦克一样“坚不可摧”,车本身吸收不了,那不就得都传给车内最软的人体了?这也就意味着,不锈钢车身无法吸收撞击能量,反而会使车内乘客受到更大的损伤。
车在收到碰撞之后,车架前后是需要变形吸能的,而车架则不能变形,而且还有保证车门可以打开。这个强度是不锈钢无法达到的,一般不锈钢屈服强度也就300MPa左右,做车架的高强钢可以做到1000MPa。所以对安全性毫无保证,自然而然也就没人用不锈钢做汽车了。
目前的抗腐蚀技术成熟
不锈钢还有另一个优点就是耐腐蚀,然而这个优势在如今的科技面前,似乎不够明显。
现在汽车使用的镀锌钢板,本身镀锌的目的就有防腐蚀的作用。当镀锌量为350g/m²的时候,镀锌钢板在屋外的寿命,田园地带15到18年,工业地带3到5年。
除了材料本身的防锈,还可以通过涂装工艺、空腔注蜡等方式对车身进行防锈处理,如今的防锈技术足够成熟,车企自然就选择放弃成本太高的不锈钢了。
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