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汽車鋼材和鋁合金

科技 更新时间:2024-07-19 16:07:22

我曾經寫過幾篇關于機油方面的文章,裡面說舊機油中會有含有鐵屑。結果今天在一篇文章中看到一則評論,說我的發動機是全鋁發動機,哪來的鐵屑啊?老侯你純粹是胡說八道,唬人呢。下面竟然還有一大群人跟着附和,說全鋁發動機裡面根本就沒有鐵,怎麼會磨下來鐵屑呢?老侯就是在胡說,根本不懂車。然後就是鋁各種高級,鐵各種廉價,現在的汽車還使用鋼鐵,就是低端,就是簡配,就是車企壞良心了,隻有使用鋁才是合理的,才是不坑消費者的,等等等等。

這些評論徹底刷新了我的認知。我這才意識到,國人對于汽車材料的認知,低下到了令人發指的程度。難道他們真的不知道,鋁是非常不耐磨的,發動機中主要的運動部件以及受力部件,還必須使用鋼嗎?所謂的全鋁發動機,隻是缸體缸蓋是鋁的,其它的大部分零部件,比如曲軸、凸輪軸、連杆、飛輪、氣門等,都是鋼的嗎?

汽車鋼材和鋁合金(汽車材料鋼鋁之争)1

生化環材,四大天坑。作為現代工業基礎中的基礎——材料學,竟然被評為天坑專業,絕對是中國教育事業的一大敗筆!很多人可能不知道,直到今天,材料也是制約中國工業(包括汽車工業)發展的關鍵技術之一!很多東西,我們不是設計不出來,而是受材料的制約制造不出來,或者制造出來性能較差、使用壽命不長。比如高端飛機發動機,一直是制約我國飛機性能的一個短闆,就是因為制造發動機葉輪的材料無法突破,所以被卡了脖子。

汽車鋼材和鋁合金(汽車材料鋼鋁之争)2

我們還是回來說汽車。在一輛汽車上,幾乎能找到元素周期表中所有的元素,其中用量最大的,當然就是鐵和鋁。一直以來,在輿論的引導下,鐵都是廉價、低端的代表,隻有鋁才是高級的,汽車上鋁用得越多,汽車越高級、車企越良心。買車時看到全鋁發動機、全鋁車身、鋁合金車門、鋁合金懸架,就像撿到寶一樣;如果是普通鋼鐵的,就棄之如敝帚,低端廉價,不值一提。

那麼汽車上的鋼鐵真的就一文不值嗎?其實并不是這樣。汽車上所使用的鋼鐵,一點都不簡單。

汽車鋼材和鋁合金(汽車材料鋼鋁之争)3

鐵,元素周期表中第26号元素,元素符号Fe,原子量56,隸屬于第Ⅷ族,白色或者銀白色金屬,熔點1538℃、沸點2750℃,有鐵磁性。鐵元素占地殼含量的4.75%,僅次于氧、矽、鋁,位居地殼含量第四。純鐵是柔韌而延展性良好的銀白色金屬,強度與硬度都不高,機械性能一般;但是在純鐵中加入一定量的碳及其他元素,它的強度和硬度就會大幅度提升,機械性能非常優良,這就是所謂的鋼。

鋼鐵是現代工業中最重要的基礎材料,也是使用最為廣泛的金屬材料。人類使用鐵的曆史至今已經有三千年了,鋼鐵制成品随處可見,價格也比較低廉。正因為如此,很多人都把鋼鐵冶煉稱為夕陽産業,認為它是一個低端、廉價的行業,不值一提。

汽車鋼材和鋁合金(汽車材料鋼鋁之争)4

但是老侯告訴你:在當今世界上,鋼鐵冶煉技術,在絕大多數國家中,都是高科技行業!

你沒看錯,老侯也沒有說錯,鋼鐵冶煉,就是高科技行業,門檻很高的。

有人說老侯你開玩笑吧,煉鋼還成高科技了,這高科技的門檻也太低了吧!幾個農民在空地上支一個鍋就能煉出鋼,你說這是高科技?

這當然不是高科技了。你要知道,做得出和做得好是兩碼事。比如說,飛機制造是高科技,你應該沒意見吧?但是一個農民用幾根木棒做成飛機的造型,然後把三輪車的發動機裝上去,做出來的東西也飛起來了。這也可以叫做飛機,你說它能與真正在天上飛的飛機相比嗎?

中國的鋼鐵工業,在過去相當長的一段時間内,都處于“做得出”的階段,産量雖然很高,但品質不咋地,每年都要進口大量的高端鋼材。這些高端鋼材,就是真正的“高科技”,并且價格不菲。

舉個例子。我們都知道,當年我國從國外買來瓦良格号之後,在相當長的時間内都沒有修複,為什麼?

修複飛行甲闆的鋼材,我們造不出來!

這種鋼材,在國際市場上是買不到,你出再多的錢也不行,沒有人會把這種卡脖子的東西賣給對手!

怎麼辦?隻有自己研究了!東北某大型鋼鐵央企,用來整整三年的時間,付出巨大的代價,終于把這種鋼材研制出來了,這才圓了中國的航母夢。

其它的還有飛機發動機葉輪,航母阻攔索鋼繩、汽車熱成型鋼,等等。你想想,制造業大國中國都是這樣,其它的一些第三世界小國,鋼鐵冶煉技術會怎麼樣呢?在那些國家裡,這些都是他們無法突破的高科技。

汽車鋼材和鋁合金(汽車材料鋼鋁之争)5

還是回到汽車上,來說說汽車所使用的鋼材。首先老侯把汽車上各個部位使用鋼材的型号說一下,你看看世界上有幾個國家能完全造出來,并且可以正常使用。

首先來看發動機部分。

氣缸體、氣缸蓋:含鎳、鉻、钼、磷等元素的優質灰鑄鐵,球墨鑄鐵或蠕墨鑄鐵。

氣缸套:珠光體鑄鐵、合金鑄鐵、高磷鑄鐵、含硼鑄鐵等。

活塞環:優質灰鑄鐵、合金鑄鐵或者球墨鑄鐵,多孔鍍鉻或者噴钼處理,以增強耐磨性以及潤滑性能

活塞銷:20Cr、20MnV等低碳鋼或者低碳合金鋼鍛造,表面做滲碳或者氰化處理

連杆:40Cr等中碳合金鋼鍛造而成,表面噴丸處理

曲軸:優質中碳鋼或者中碳合金鋼鍛造,大型柴油機一般是由球墨鑄鐵鑄造,表面再經噴丸強化、淬火處理。還有些曲軸表面要做氮化處理,以提高耐疲勞強度。

凸輪軸:優質碳素結構鋼或者合金結構鋼鍛造而成,表面進行高頻淬火或者滲碳淬火處理

氣門、氣門座圈:矽鉻鋼、矽鉻钼鋼、矽鉻錳鋼等耐熱鋼,表面噴塗鎢钴合金,以提高耐蝕性和耐高溫性能。

氣門彈簧:采用優質冷拔彈簧鋼絲卷制而成,并經過熱處理,表面再進行抛光或噴丸處理。

油底殼:普通薄鋼闆沖壓

底盤部分:

車架縱梁、橫梁等受力構件和安全件:含钛、錳鋼或錳稀土系列、矽-釩鋼和含釩系列等低合金高強度熱軋鋼闆

懸架彈簧鋼:有Si-Cr系鋼、Cr-Mn系鋼、Si-Mn系鋼和Si-V系鋼,比如55SiCr、55SiCrV、60Si2Mn、55SiVB等,表面滲碳及氮化處理

半軸:42CrMo合金鋼

懸架上下支臂、導向杆系等:高強度熱軋鋼闆沖壓,表明調質處理

車身部分:

四門兩蓋用普通冷軋鋼闆,單面或雙面鍍鋅,車身用高強度冷軋鋼闆沖壓,在車身受力部位、重要安全部位使用超高強度的熱成型鋼。

汽車鋼材和鋁合金(汽車材料鋼鋁之争)6

有人說制造出這些鋼材很難嗎?我不是搞鋼鐵冶煉的,難不難我不知道,但我知道一件事:當年桑塔納要提高國産化率,使用國産鋼闆替代進口鋼闆制造車身,結果國産鋼闆進入沖壓機,不是粉身碎骨就是裂紋縱橫,根本沒法用。國産的凸輪軸,很快就磨損報廢了。還有車身使用的超高強度熱成型鋼,長期需要進口。

事實上,能把這些鋼材都冶煉出來,并滿足使用需求,世界上不超過五個國家!中國在二十年前還做不到,現在已經可以把這些都做出來了,隻是在性能上與某些國家還是有一定的差距。當年鄧公說:如果我的手中有一億噸鋼,我就誰都不怕了。現在我國的鋼鐵産能已經超過了10億噸,鄧公可以瞑目了。

汽車鋼材和鋁合金(汽車材料鋼鋁之争)7

所以說,煉鋼煉鐵,并不像你想象中的那麼簡單,汽車上使用的鋼闆也并不是那麼的低端廉價,而是高科技的産物,而且鋼材的成形以及熱處理工藝也是需要高超技術的,這個世界上沒有幾個國家能做到。汽車所使用的鋼材,價格都是很高的,比如底盤懸架系統使用的上下支臂、各個拉杆、球頭等,車身使用的雙面鍍鋅冷軋鋼闆、超高強度的熱成型鋼等,還有極大影響汽車使用壽命的軸承鋼、齒輪鋼等。有些車企為了降低成本,在這方面使用廉價的鋼材,結果導緻車身生鏽、車體強度及剛性不足等,就是車企自身原因了。

汽車鋼材和鋁合金(汽車材料鋼鋁之争)8

好了,今天就說到這裡吧,水平所限,有詞不達意、知識點遺漏者,敬請諒解。下一篇給大家說說汽車上使用的鋁究竟是什麼樣的,敬請期待!

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