[懶人包]有關於1500MPa或1800MPa鋼板的討論

小弟在Mazda與Luxgun版中所貼的一些有關於極高張力鋼板的討論,整理成一個懶人包,如果有業代來亂會被我踢出去,純粹技術討論~


先從Guideline來說明:

AHSS Application Guidelines 6.0 (可以下載PDF檔)

[懶人包]有關於1500MPa或1800MPa鋼板的討論

[懶人包]有關於1500MPa或1800MPa鋼板的討論

[懶人包]有關於1500MPa或1800MPa鋼板的討論

[懶人包]有關於1500MPa或1800MPa鋼板的討論

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Mazda首次將1,800MPa等級的高強度鋼材運用於上,而所搭載的此組高強度鋼材乃是由Mazda原廠、住友金屬工業株式会社和愛信高丘株式会社 (Aisin Takaoka Co., Ltd.) 共同開發而成,不僅僅是當今汽車業界最高強度的鋼材,1,800MPa等級其實已超越潛水艇等級的1,600MPa。

MAZDA CX-5連1800MPa都用上了

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1500MPa的鋼材是Hot stamping
本質是600MPa的硼鋼
是在水冷模具內進行淬火
加熱至830度成沃斯田鐵後
麻焠火至麻田散鐵
是靠熱處理增加強度
而不是鋼材本質有到1500MPa...

基本上麻田散鐵的硬化要看碳含量
因為麻田散鐵是Fe3C與肥粒鐵的片狀組織
淬火又與冷卻速度有關
鋼材較厚的內部冷卻速率較慢不會變成麻田散鐵
所以薄鋼板的效果較好

合金鋼的硬化能比碳鋼好
也就是硬化深度的變化沒有碳鋼那麼劇烈

降伏強度是材料彈性變形的極限是比較正確的
抗拉強度與降伏強度是有差,但也不會差太多~

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要用拉力試驗圖來看比較容易
不過以材料力學而言
材料不是均質材料
所以最大主應力方向與材料切割的方向不一定一致
所以要用Mohr圓來算出主應力方向與最大主應力
這就是工程數學上的eigen vector與eigen value
很多人唸工數都不知特徵向量與特徵值的物理意義
在材力上就是最大主應力方向與最大主應力值
[懶人包]有關於1500MPa或1800MPa鋼板的討論

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1500MPa與1800MPa是Hot stamping
是用熱處理來達到超高剛性
把600MPa的硼鋼加熱到830成沃斯田鐵(面心立方)後在水冷模具內進行麻淬火
所以硬度是靠熱處理曲線
是可以調出來的

應該這麼說
材料受力後最大的彈性變形強度是降伏強度
超過後就會塑性變形
所以用降伏強度來檢查A/B柱是沒問題的
如果是用在保險桿
那主要就是吸收動能造成塑性變形

在A/B/C柱內應視為rigid body,當然以降伏強度為準
在crash zone,主要是靠塑性變形吸收動能,拉高到抗拉強度在跑模擬的設定也沒問題

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其實鋼材的討論很重要
原因很簡單
又要省油又要剛性好
這常常是兩難局面
省油就是要輕
但傳統的低張力鋼板要符合撞擊測試
那就要厚一點
當然在設計時
變形還要看I值(moment of inertia)與材料係數
設計功力跑模擬的能力相同時

達到相同剛性板厚會較厚,那比較不省油

要有輕量化又要有高剛性
那用高張力鋼板可以較輕又有相同的鋼性

美規與歐規安全性是有撞擊測試把關
然後有油耗測試

省油與安全都達到
這就是高張力鋼板的功勞

傳統剛性好會較厚重的觀念已落伍了
有些人還去敲鈑金看硬不硬那更是落伍的想法
歐系車鈑金用鋁材會硬嗎?
不是受力的結構要省油用鋁合金是不錯的選擇,只是貴而以⋯

只是台灣有公佈油耗成績
不公佈撞擊測試成績

問題就來了
用原廠的設計圖
直接不改設計
以相同設計與板厚直接偷料
換用低剛性的板材

那耐撞度會大符降低
因為相同的I值,但不同的抗拉/降伏係數
能承受的應力會小很多
也就不耐撞!!!

也就是說
國產車的美規歐規型號在美歐撞擊測試都沒問題
但在台灣卻被人詬病安全性

問題就是在這裏
沒重新設計直接用較低剛性鋼板的問題

當然小弟只是合理懷疑

希望台灣的撞擊測試能早日公佈
以昭公信⋯

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以我對業界的了解
台灣馬自達的量不一定可以足夠開特規生產線
如果是拔配備則只是在組裝線安裝而以
雙B都可以德訂了,改配備沒什麼

如要動車體
首先
件號要不一樣
要設計變更用低張力鋼板
然後沖壓用原有模具來試量產再量產
問題就來了

量不夠
這樣的特規線
光叫料要有minimum order
足夠嗎???

在東南亞,台灣再開生產線
有一定的量可以做cost down版
母國要做兩種沖壓線
不一定划的來

偷就是要省錢
如果偷省不了多少錢還要有特規沖壓線
划不來~
馬自達的量還沒有Toyota多⋯
不見得偷可以省錢又省力~

所以用不著人云亦云⋯

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外行人說外行話
01的內行人是直接拿件號來比對的
如RAV4的美規為因應小面積撞擊有多一個擋塊
只有在駕駛座有,乘客座沒有
歐規則都沒有
01網友是從總成的來看件號查出來的
後來美規RAV4在乘客座也有補強

其他的都是外行話
包括業代

前面我說過
不同的材料件號不一樣
即使外型一樣的零件

偷就是要省錢


如果無法省錢還增加麻煩
不如不偷~

汽車的鈑件模具一套要好幾億
鈑金件是薄板
會有回彈問題
同一副膜具
相同板厚,不同強度
沖壓不一定會一樣
如果是在東南亞或台灣開一條特規生產線
有量,進行這些微調都可以
在日本的正常生產線
鋼板要偷料
比拔配備困難得多

再說一次
生意人偷料是要多賺錢
如果沒賺多少而增添很多麻煩
那就用一樣的鋼材就好
反而拔配備簡單的多...

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與其探討說用多少強度鋼材
不如直接公布撞擊測試結果
Mazda的優勢就是在他是進口能參考歐洲撞擊測試結果
至於Luxgen就...
傳聞中
台灣人可以依照關門聲音的響度來判斷車體剛性
就跟拔到獅子的鬃毛可以長頭髮一樣
很有趣

NQQegg wrote:
小弟在Mazda與Luxgun...(恕刪)


感謝樓主用心的整理

鋼材用料其實有問過馬自達原廠,沒有答案。
如果答案是好的,為什麼不敢大方的在DM或媒體上說明
或者說直接符合哪種標準

這樣不是比較好

馬自達車主
網路上找了2張比較圖,分別是現代的ELANTRA與馬自達的CX-5




CX-5的1800MPA是使用在前後保桿內鐵,至於車室部份為何不用1800MPA,而只用到1500MPA,可能是技術上還無法達到吧我猜

ELANTRA最高使用到1500MPA,其實跟馬自達差不多,不過我覺得他在車室方面設計的不錯

可以看出來他的1500MPA是把前座整個包住,還延伸到後座一部分,但馬自達卻是沒有包含A柱,而是只有B柱

以我個人的感覺,我會覺得ELANTRA在前座的安全性上會比CX-5好一些,尤其是側面撞擊時

yiy2 wrote:
感謝樓主用心的整理...(恕刪)


謝謝~
健人就是腳勤
你貼的文章裡有寫加熱到900C,另外成形+淬火後應說成"模內淬火",而不是麻淬火。
雖然比較薄的鋼板淬火效果較佳,但B柱使用鋼板的厚薄是取決於側面碰撞強度設計。
B柱標榜的的1500MPa與1800MPa,都是指抗拉強度(TS)。
鋼材強度的增加的另一個用意就是厚度可以減少,減輕重量和油耗!
高鋼性鋼材要成型加工難度高(熱鍛成型強度就降低了)!也有可能採加工成型後再熱處理,但工序會變的複雜,因為熱處理後會產生形變,應該會作第二次成型加工!
看來1800MPa應該差不多極限了,未來看複合材質(譬如碳纖維)技術能否推廣至一般乘用車……

hhhsu228 wrote:
你貼的文章裡有寫加..
但B柱使用鋼板的厚薄是取決於側面碰撞強度設計。
B柱標榜的的1500MPa與1800MPa,都是指抗拉強度(TS)。
.(恕刪)


我前面有說過
材料有壓延的方向
所以甚麼tensile/shear stress
都應考慮主應力的方向
取材的方向與主應力方向不一致
那些都是分量問題
用Mohr圓來推導出來...

這些都是材料力學的基本題目...
健人就是腳勤
有心要偷料的話
車廠絕對是有辦法的
例如:
把瑕疵或不符合規格的鋼材
通通組裝成車賣到台灣就好
反正根本沒有辦法檢驗出來
要不然就直接偷焊點的數量

之前KYB建築用避震器就是最好的例子
反正爛貨往台灣倒就對了
盲目的台灣人會照單全收
而且還會開心地奉上現金
人有夢想而偉大 換車嘍~~~

大呆群 wrote:
有心要偷料的話車廠...(恕刪)


對於大量生產的車廠來說
要這樣分出不良產品集中賣
成本或許還比較高

我之前說過
偷料的目的是省錢

沒有省到錢
還這樣做
那就是笨蛋了...

連續沖壓要有連續不良品
那就是車廠的經營管理出問題
而經營管理
這可是日本本土車廠的優勢
甚麼6個sigma
一堆管理手法
都是日本發明或發揚光大的

有心偷料省成本
對於年產千萬輛的日本本土車廠來說
隨便動一下製程
那可是非常的麻煩

有在工廠待過的都知道
生產線只看SOP與圖面

不同的設計都對應不同的型號
不同的型號中對應不同的件號
為了少數的批量設計特規
工程師難道不用錢???

花這麼多功夫是為了省錢
根本划不來

其實用不同種的鋼材
模具都會不大一樣
因為抗拉強度,厚度的不同
板金件是薄件
回彈係數會不一樣
同一副模具無法用於不同抗拉係數的鋼材
1500MPa是熱沖壓
一般傳統強度的鋼板不是熱沖壓
模具可不一樣

為了符合法規
會有歐規日規美規的車型以符合當地法令
當地法令不嚴
設計出較低鋼種的型號才比較經濟
而不是為了偷而偷
像CRV用的就不是日美規
也不是為了台灣而開發
應是與其他幾個國家法令不嚴的共用設計

要偷最簡單的方法
就是拔配備

健人就是腳勤
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