فولاد در صنعت خودروسازی(Steel In The Automotive Industry)، به دلیل ماهیت قوی و استحکام بالا کاربرد زیادی دارد. کم کردن وزن خودرو به منظور کاهش مصرف سوخت همواره یکی از دغدغه‌های اصلی خودروسازان بوده است، با این حال، تبدیل خودروسازی سنتی به مدرن نیز نتوانسته است، نقش اصلی فولاد را در ساخت ماشین کم‌رنگ کند.
در این صنعت قسمت‌های مختلف خودرو مانند سقف و ستون، قطعات موتور، قاب و لوله‌ها از فولاد ساخته می‌شوند. برخی از محصولات فولادی مانند انواع ورق سیاه، گالوانیزه و روغنی همچنین پروفیل بیش از سایرین در صنعت خودروسازی استفاده می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با انواع فولاد و علت کاربرد آن در خودروسازی با ما همراه شوید. در نهایت به قیمت ورق مشهد نیز خواهیم پرداخت.
کاربرد فولاد در صنعت خودروسازی:
آهن و فولاد جایگاه ویژه‌ای در صنعت حمل و نقل دارند. حدود 16 درصد از تولیدات آهن و فولاد در ساخت وسایل نقلیه مصرف می‌شود. پرکاربردترین قطعات و محصولات فولادی در بدنه خودرو، از جمله درهای آن استفاده می‌شود. از آنجایی که بدنه خودرو بسیار حائز اهمیت است و با ایمنی و سلامت سرنشینان مرتبط است، استفاده از بهترین نوع فولادی در ساخت آن ضروری است. جالب است بدانید، بیش از 34 درصد از محصولات فولادی را برای بدنه ماشین به‌کار می‌برند.
از مهم‌ترین کاربردهای محصولات فولادی در خودرو می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1. ساخت بدنه ماشین با ورق گالوانیزه
2. ساخت تسمه، فویل، صفحات فولادی، سیم و لوله با ورق آلیاژی ضد زنگ
3. ساخت سیستم‌های اگزوز، لوله‌های تهویه مطبوع و لوله‌های سنسور، لوله‌های خنک کننده اصلی تهویه مطبوع خنک کننده و لوله‌های محور برای شاسی با لوله‌های مانیسمان و بدون درز.
4. ساخت مقاطع مربع برای بدنه خودرو با ورق روغنی
دلیل استفاده از فولاد در ساخت بدنه خودرو
یکی دیگر از دلایلی که از فولاد در صنعت خودروسازی استفاده می‌شود این است که کار با آن آسان است زیرا ورق‌های فولادی با فشار دادن تا می‌شوند یا شکل می‌گیرند. تولید فولاد نیز نسبت به سایر فلزات از جمله آلومینیوم خطر کمتری برای محیط زیست دارد.
امروزه کارخانه‌های بزرگ فولاد در حال سرمایه‌گذاری روی تولید محصولاتی با مقاومت بالا هستند تا این آهن بتواند جایگاه خود را به عنوان ماده اصلی صنعت خودروسازی حفظ کند. فولاد پیشرفته حاوی گریدهای جدیدی است که باعث استحکام بالا و همچنین کاهش وزن خودرو بین 25 تا 39 درصد نسبت به فولاد معمولی می‌شود.
به طور کلی فولاد ارزان‌ترین فلزی است که در ساخت خودرو و قطعات مختلف آن استفاده می‌شود که تعمیر آن نیز هزینه زیادی ندارد. به طور خلاصه دلایل استفاده از فولاد در بدنه خودرو را می‌توان به صورت زیر بیان کرد:
- خاصیت ارتجاعی
- ایمنی
- ماندگاری
- قابلیت تعمیر
- قابل بازیافت
فولاد پیشرفته با مقاومت بالا (AHSS) چیست؟
نوآوری‌های اخیر در زمینه فولاد منجر به توسعه نوع جدیدی از فولاد به نام فولاد کم آلیاژ با مقاومت بالا به نام AHSS شده است. برخلاف فولادهای سبک و کم کربن سنتی، AHSSها پیچیده هستند و از مواد شیمیایی خاص ساخته شده‌اند.
فولادهای پیشرفته AHSS دارای مواد مختلفی هستند که ترکیبات شیمیایی آن‌ها با دقت انتخاب شده است. این فولاد پیشرفته با استحکام بالا دارای ریزساختارهای چند مرحله‌ای است که دقیقاً توسط فرآیندهای گرمایشی و سرمایشی کنترل می‌شوند.
فولادی که سطح مقاومت آن بیش از 550 مگاپاسکال است، عموماً AHSS نامیده می‌شود. گاهی این فولادها دارای استحکام کششی بیش از 780 مگاپاسکال هستند که بدین شکل به فولادهای فوق العاده با مقاومت، بدل می‌شوند. فولادهای با مقاومت بسیار بالا (تا حدود 1100 مگاپاسکال) عموماً توسط فرآیندهای ماشین‌کاری حرارتی Konch-Temper تولید می‌شوند.
شکل گیری مقاومت فولاد در صنعت خودروسازی همیشه با چالش افزایش عناصر آلیاژی همراه است. افزایش این عناصر باعث افزایش سختی فولاد می‌شود، اما نکته اینجاست که اگر این عناصر آلیاژی به صورت کنترل نشده افزایش یابند، منجر به افزایش خطر ترک خوردگی و ترک هیدروژنی در سازه‌های جوشی می‌شوند. اما در نسل‌های جدید فولاد پیشرفته یا فولاد AHSS، تلاش شده تا این مشکل به بهترین نحو حل شود.
در ادامه این مقاله از فولاد فرتاک سورین به معرفی انواع فولاد پیشرفته با مقاومت بالا خواهیم پرداخت.
انواع فولادهای پیشرفته با مقاومت بالا
از فولادهای پیشرفته با استحکام AHSS می‌توان به فولادهای TWIP، TRIP، DP و CP اشاره کرد. فولاد DP به دلیل فرآیند تولید ساده‌تر و هزینه‌های تولید کمتر در مقایسه با فولادهای TRIP و TWIP برای کاربردهای صنعتی مناسب‌تر خواهد بود. در ادامه به معرفی انواع فولاد پیشرفته می‌پردازیم.
1. نسل اول فولاد با استحکام بالا (HSLA):
اولین نسل از فولادهای پیشرفته با ترکیب عناصر آلیاژی و فولاد کم‌کربن ساخته می‌شود. این نوع فولاد با مقاومت بالا به فولاد استحکام بالای کم آلیاژ معروف شد که با مکانیزم‌های مختلف تقویتی ساخته می‌شد. این نوع فولاد اگرچه استحکام بالایی داشت اما از خاصیت ارتجاعی کمی برخوردار بود. به همین دلیل فعالان فولاد نسل دوم فولاد را مقاوم‌تر معرفی کردند که استحکام و شکل‌پذیری قابل قبولی داشتند.
حتما بخوانید: تاثیر ورق خودرو در افزایش ایمنی خودرو و کاهش مرگ و میر
2. نسل دوم فولاد با استحکام بالا:
این محصول با مقاومت بالا با به‌کارگیری مقادیر زیادی عناصر آلیاژی تولید شده است. از جمله فولادهای پیشرفته و با مقاومت بالا، می‌توان به فولادهای ضد زنگ TWIP و آستنیتی اشاره کرد. با وجود استحکام و انعطاف‌پذیری بالا این نوع فولادهای پیشرفته و مقاوم وارد صنعت خودروسازی نشده‌اند. از جمله دلایل شکست این نوع فولاد می‌توان به هزینه بالای تولید و وجود چالش‌های مرتبط با پیوند این نوع فولاد با سایر گریدها اشاره کرد.
3. سومین نسل فولاد با استحکام بالا در صنعت خودروسازی
همانطور که قبلا ذکر شد، نسل اول و دوم این نوع فولاد دارای محدودیت‌هایی بودند. اما با پیشرفت‌های صورت گرفته در تولید فولاد ضد زنگ، نسل سوم این محصول معرفی شد. نسل سوم فولادهای پیشرفته با استحکام بالا از جمله مواردی بود که صنعت خودرو می‌توانست برای برآوردن نیازهای خود به آن تکیه کند.
این نسل از فولادهای پیشرفته با استحکام بالا علاوه بر مقرون به صرفه بودن، چالش‌هایی را که نسل دوم در زمینه اتصال با آن مواجه بود، حل کرد. دانشمندان فولادسازی از تکنیک‌های مختلفی از جمله شیمی LEAN و تکنیک آنیل کردن برای تولید نسل سوم فولادهای با استحکام بالا استفاده کردند. این نوع فولاد علاوه بر استحکام، دارای انعطاف‌پذیری و جوش‌پذیری بالا و هزینه تولید پایین هستند.
این نوع فولاد در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار گرفته و باعث شد تا خودروسازان بتوانند خودروهایی قوی و سبک بسازند که در واقع این عمل پیشرفت بزرگی در صنعت فولاد و خودروسازی بود.
فولاد پیشرفته AHSS به نوعی محصول تولید شده توسط شرکت‌های بزرگ فولادی برای برآوردن نیازهای صنعت خودرو بدل شد. صنعت خودروسازی نیازمند توسعه مستمر و تولید فولادهای پیشرفته با مقاومت بالا است تا ضمن افزایش ایمنی و کاهش وزن، جایگزین مناسبی برای آلیاژهای آلومینیومی گران قیمت به دست آورد.
دلیل تولید فولاد پیشرفته چیست؟
به طور خلاصه، اهداف اصلی در تولید نسل سوم فولادهای پیشرفته با مقاومت بالا را می‌توان در دو مورد زیر خلاصه کرد:
1. کاهش هزینه‌های تولید فولاد به دلیل استفاده از مواد با محتوای آلیاژ پایین.
2. مقاومت و انعطاف‌پذیری بالا (مقاومت 1200 مگاپاسکال)
البته این ادعا هم وجود دارد که فولاد با مقاومت بالا برای محیط زیست مفید است. طبق گزارش انجمن جهانی فولاد، استفاده از AHSS منجر به کاهش انتشار قابل توجه گازهای گلخانه‌ای در مقایسه با سایر گریدهای فولادی می‌شود. زیرا وزن خودرو را در مقایسه با فولاد معمولی 35-40 درصد کاهش می‌دهد.
کاربرد فولاد با استحکام بالا در صنعت خودرو
فولاد با استحکام بالا در صنعت خودروسازی در بخش‌های مختلفی از جمله آرماتورهای رکاب، ستون‌های A، ستون‌های B، تیرهای ضربه‌ای جانبی، آرماتورهای کمری، ضربه‌گیرها، براکت‌های سقف و صندلی‌ها استفاده می‌شود. دلیل استفاده زیاد از فولاد در این صنعت افزایش ایمنی خودروها است. ناگفته نماند که کیفیت و نوع محصولات فولادی مورد استفاده در انواع خودروها یکسان نیست. در ادامه مهم‌ترین کاربردهای فولادهای پیشرفته با مقاومت بالا در صنعت خودرو بیان شده است:
1. استفاده از فولاد در صنعت خودروسازی به عنوان ضربه گیر و تقویت کننده
سپر اولین دفاع خودرو در برابر هر نیروی خارجی است. بنابراین ضربه گیرها باید در نیروی جذب بسیار مقاوم باشند. دوام و استحکام فولاد پیشرفته آن را به انتخابی عالی برای سپر و گلگیرها تبدیل کرده است.
بسیاری دیگر از قطعات خودرو به مقاومت بالایی نیاز دارند. فولاد با استحکام بالا برای مقابله با این چالش‌ها مناسب است و کاهش ضخامت آن نیز منجر به وزن سبک‌تر می‌شود.
2. استفاده از فولاد در صنعت خودروسازی به عنوان لاستیک و صندلی:
تایرهای خودرو نقش مهمی در افزایش استحکام خودرو در هنگام برخورد دارند و به همین دلیل باید در ساخت آن‌ها از فولادهای با مقاومت بالا استفاده کرد. کاهش وزن نیز در اینجا یک نکته کلیدی است. صندلی‌ها معمولاً بخشی از بدنه خودرو نیستند، اما از سنگین‌ترین اقلام در خودروهای سواری محسوب می‌شوند. به همین دلیل ساخت آن‌ها با کمک فولادهای AHSS می‌تواند‌بخش قابل توجهی از وزن خودرو را کاهش دهد.
3. استفاده از فولاد در صنعت خودروسازی به عنوان فریم و شاسی ماشین:
فولاد پیشرفته از شاسی و بدنه ماشین در برابر فشار و تنش‌های وارده محافظت می‌کند. چون فریم و شاسی ماشین همیشه در معرض شدیدترین تنش‌ها قرار دارد، باید با فولاد با استحکام بالا، مقاومت آن را افزایش دهند. استفاده از فولاد در صنعت خودروسازی به طراح خودرو این امکان را می‌دهد که با حفظ استحکام و یکپارچگی ساختاری، اشکال پیچیده و سبک وزن ایجاد کند.
سایر کاربردهای فولاد پیشرفته
فولادهای پیشرفته با استحکام بالا در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله:
- حمل و نقل ریلی
- ساخت نیروگاه‌های انرژی
- زیرساخت‌های مهندسی
- صنایع کشتی‌سازی ساخت سازه‌های دریایی
- ساخت سازه‌های مربوط به نیروگاه‌های برق آبی
- صنعت ساختمان
- ساختن پل
سخن آخر استفاده فولاد در صنعت خودروسازی
در مقاله فولاد در صنعت خودروسازی(Steel In The Automotive Industry) دریافتیم، صنایع خودروسازی و فولاد هر روز در حال پیشرفت و تغییر هستند، تولیدکنندگان در هر دو زمینه مهندسی قطعات و محصولات فولادی بدون شک با دقت و تخصص زیاد ادامه می‌دهند و نقش فولاد را در هر دو بخش تقویت می‌کنند.
آنچه مشخص است این است که بیشترین رشد تقاضا در مصرف فولاد در سال‌های آینده مربوط به صنایعی است که نیازمند فولاد پیشرفته با استحکام بالا هستند. صنایعی مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی، کشتی‌سازی، صنعت نفت و توربین‌سازی به سمت استفاده از فولاد AHSS حرکت می‌کنند.
در صنعت خودروسازی استفاده از فولادهای پیشرفته با استحکام بالا منجر به کاهش مصرف فولاد کم کربن و همچنین کاهش وزن خودروها می‌شود. بنابراین به نظر می‌رسد متخصصان صنعت فولاد باید توجه بیشتری به این نوع فولاد داشته باشند و سعی کنند دانش خود را متناسب با نیاز صنایع مختلف به روز کنند.
شرکت فولاد فرتاک سورین به عنوان یکی از بزرگترین فروشگاه‌های فروش آهن در سطح کشور این افتخار را دارد تا بهترین آهن آلات را به مشتریان عزیز عرضه کند. بیش از 10 سال فعالیت در این حوزه توانسته فولاد فرتاک را به یکی از فروشگاه‌های آنلاین معتبر در کشور تبدیل کند.
شما عزیزان می توانید جهت خرید یا دریافت مشاوره تخصصی و رایگان با شماره 05137662929 تماس برقرار کنید تا همکاران ما شما را در خریدی مطمعن و مقرون به صرفه راهنمایی کنند.
