Sota les estrictes regulacions d'emissions i la recerca constant de límits de rendiment a tot el món, el pes lleuger s'ha convertit en una tendència irreversible a les indústries de l'automoció i aeroespacial. El camp de batalla bàsic d'aquesta "competència de pèrdua de pes" se centra en la ciència dels materials, especialment en la investigació i el desenvolupament d'una nova generació d'acers d'alta-resistencia. En l'actualitat, la indústria de l'automòbil i la indústria aeroespacial estan llançant una "cursa tècnica" transfronterera al voltant d'aquest material clau, que no només promou l'avenç del mateix material, sinó que també remodela el patró competitiu de les cadenes industrials aigües amunt i aigües avall.
1.Demanda-: el repte comú de diferents pistes
Malgrat els diferents escenaris d'aplicació, la demanda d'acer d'alta-resistencia a les indústries de l'automoció i l'aeroespacial és sorprenentment constant: amb la premissa de garantir la màxima seguretat i resistència estructural, el pes es minimitza.
- Indústria de l'automòbil: davant l'ansietat de la resistència dels vehicles elèctrics i la pressió de la reducció global de les emissions de carboni, el consum d'energia es pot reduir significativament per cada pèrdua de pes del 10% de la carrosseria del cotxe. Al mateix temps, el pesat xassís de la bateria del vehicle elèctric necessita una estructura de protecció extremadament forta. Per tant, l'acer amb alta protecció de seguretat (alta resistència i tenacitat) i potencial lleuger s'ha convertit en la clau per substituir alguns aliatges d'alumini i controlar la solució de cost òptima.
- Indústria aeroespacial: lleuger significa directament una major eficiència de transport, un viatge més llarg i una càrrega útil més gran. Les estructures clau, com ara el cos del coet, les parts del motor-aeronàutic i el tren d'aterratge, presenten requisits gairebé estrictes per a la força específica (la relació entre la força i la densitat), el rendiment a la fatiga i l'estabilitat en entorns extrems.
2. Frontera de R+D: Nova tecnologia de materials "Carrera d'armes"
Per complir amb els requisits anteriors, els científics i fabricants de materials estan fent avenços en diversos camins tècnics, i la competència és cada cop més ferotge:
- Acer per a automòbils de tercera -generació (acer QP, acer mitjà al manganès): aquest tipus d'acer ha aconseguit una resistència a la tracció de fins a 2000 MPa i una ductilitat excel·lent mitjançant processos avançats com ara la "distribució d'extinció-", i es coneix com a "material d'alumini d'acer". Fa que els components clau de seguretat, com ara el pilar B-de l'automòbil i el feix anti-col·lisió, siguin més prims i lleugers i, al mateix temps, la capacitat d'absorbir l'energia de col·lisió no disminueix, sinó que augmenta.
- Acer ultra-de resistència aeroespacial (com ara la sèrie AerMet i l'acer maraging): la investigació i el desenvolupament d'aquest tipus d'acer s'estan avançant cap a una qualitat metal·lúrgica més pura i un control de microestructura més fi. Mitjançant la fusió al buit, el tractament tèrmic d'homogeneïtzació i altres tecnologies, encara pot mantenir una resistència a la fractura suficient i una resistència a la corrosió per estrès amb una resistència extremadament alta, i és la millor opció per al tren d'aterratge i l'eix de transmissió del motor.
- Materials d'estructura composta/gradient: l'última tendència de recerca i desenvolupament ja no està satisfeta amb l'optimització d'un sol material. Mitjançant la fabricació additiva (impressió 3D) o un procés especial de laminació, es pot aconseguir el rendiment de l'acer amb canvi de gradient en diferents parts, o es pot formar acer íntegrament amb altres materials (com ara materials compostos) per aconseguir una solució lleugera "a mida-".
3.Competència i integració: la-tecnologia transfronterera flueix cap a la nova normalitat
Aquesta competició no és un simple aïllament de la pista, sinó una profunda tendència d'integració transfronterera{{0}:
- Enfonsament de la tecnologia: la tecnologia de fosa d'alta-puresa i tractament tèrmic de precisió del camp aeroespacial s'aplica gradualment a la producció d'acer d'automòbils de gamma alta-, que millora el sostre de rendiment dels materials civils.
- Exploració de costos: les tecnologies avançades de laminació i conformació (com ara l'estampació en calent) desenvolupades per a la producció massiva de la indústria de l'automòbil també proporcionen noves idees per buscar camins de reducció de costos en el camp aeroespacial.
- Joc de la cadena de subministrament: els principals gegants internacionals de l'acer (com ArcelorMittal, Posco Steel, Baowu Group) presenten simultàniament línies de productes-de gamma alta en dos camps principals per competir per la futura quota de mercat. Els fabricants d'automòbils i els gegants aeroespacials aigües avall també estan profundament implicats en la investigació i el desenvolupament de materials amunt mitjançant la cooperació estratègica i la inversió, per tal d'aconseguir avantatges tecnològics i garantir la seguretat de la cadena de subministrament.
4.Perspectives de futur: equilibri entre rendiment, cost i sostenibilitat
Els experts del sector van assenyalar que la competència de l'acer-d'alta resistència en el futur serà un equilibri triangular de rendiment, cost de fabricació i sostenibilitat verda durant tot el cicle de vida.
"Qui pot controlar millor els costos dels materials, optimitzar la reciclabilitat i reduir les emissions de carboni en el procés de producció alhora que millora la resistència i redueix el pes, qui ocuparà una posició dominant en el mercat futur". Un analista de materials sènior va comentar. En particular, s'espera que l'auge de la tecnologia metal·lúrgica de l'hidrogen verd posi una "etiqueta verda" a la producció d'acer d'alta-resistencia, que es convertirà en un valor afegit important per guanyar-se el favor dels mercats-de gamma alta.
5.Conclusió
Des de l'autopista fins al cel, els tambors lleugers promouen la innovació de la tecnologia dels materials. La competència d'R+D de l'acer-d'alta resistència és molt més que l'evolució del propi material. També és una actualització industrial completa que inclou tecnologia de fabricació, aplicació transfronterera-i concepte sostenible. Per a les empreses d'automòbils i aeroespacials, l'elecció dels materials mai ha estat tan estretament lligada a la competitivitat bàsica dels productes com ho és avui. Aquesta dansa d'"acer" i "llum" sens dubte donarà forma a una nova forma de-fabricació de gamma alta en el futur.
