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北汽創造世界第一了?發明全鋁大梁技術,真的“趕英超美”了?

XX汽車海外版用鋁,到了中國就改成鋼闆;某某汽車采用全鋁車身,技術先進非常進階……類似這樣的話,在國内的汽車圈子裡絕對不會少見。似乎在大家的概念裡,鋁合金就代表着高端大氣上檔次,而鋼闆就是偷工減料缺心眼。

北汽又創造世界第一了?

B41V将采用全鋁合金大梁!

那麼真相是否如此呢?剛好,前陣子北汽集團越野分公司釋出了消息:北汽的“越野明星”BJ40車型将迎來換代:全新的B41V車型将問世,采用鋁合金大梁車架!進而成為世界上唯一一個“全鋁非承載結構的硬派乘用車”……

北汽創造世界第一了?發明全鋁大梁技術,真的“趕英超美”了?

在我們越野圈子裡聊起這個的人不少,大家都非常期待這款車。但是筆者卻總覺得哪裡不對……“全鋁非承載結構的硬派乘用車”,“乘用車”是啥意思?基本就是“家用車”的意思。而貨車、大巴、公共汽車那些,他們的統稱叫做“商用車”。

北汽創造世界第一了?發明全鋁大梁技術,真的“趕英超美”了?

在“商用車領域”,鋁合金大梁車架又不是啥新鮮事!看看大陸的柳汽、華菱、福田等品牌早就有鋁合金車架的輕量化大貨車了。而且在半挂車行業,全鋁合金的輕量化散貨半挂車路上不少的!——北汽B41V其實就是把“商用車”領域裡玩過的技術,轉移到了“乘用車”上。

鋁合金就很先進?

到底是不是比鋼更強?

說到這裡,您還覺得鋁合金材質在汽車領域裡算是個很高大上的東西不?——不好意思!還真不算!——不過,鋁合金和鋼材到底誰更皮實,似乎“商用車”早就給了我們答案:上述的鋁車架貨車和挂車,全都隻能應用于輕載用途(重載車型依然采用鋼闆)。

北汽創造世界第一了?發明全鋁大梁技術,真的“趕英超美”了?

是以今天我們試圖就來揭開汽車的“鋼鋁之争”。首先我們經常聽那些媒體和廣告說“鋁合金比鋼強度更高、重量更輕”。這話到底是“商業噱頭”還是真有其事呢?——我們得從“重量強度比”和“體積強度比”說起!

真相一:所謂的“鋁比鋼強”

隻是商業噱頭而已!

商業廣告,和大多數行業外媒體嘴裡的“新材料強度更高,比鐵堅比鋼強”,其實說的都是“重量強度比”!那什麼是“重量強度比”呢?——比方說:采用同樣長度(比如50厘米)的鐵條和鋁條,規定他們重量一樣(比方說都是5克)。

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這種情況下,鐵條的直徑(粗細)也許隻有縫衣服的線那麼粗(或許叫“鐵絲”更恰當);而鋁條的直徑也許可以達到牙簽那麼粗。然後你測試這2個金屬條的抗拉能力,發現同樣大小的拉力下,鐵絲拉斷了,而鋁條沒斷。于是你得出節論說“鋁比鐵強度高”。

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上述就是“重量強度比”——重量相等的情況下,看哪一種材料強度更高——商業廣告,和大多數行業外媒體就是這麼幹的!因為鐵的比重為7.9克/cm ,而鋁隻有2.7克/cm !鐵比鋁密度重3倍,是以鋁條比鐵絲粗3倍!——鐵絲當然吃虧!

真相二:鋼的強度比鋁厲害太多!

但是真到了工業機械領域,卻完全不是這麼回事!因為工業領域裡說的更多的是“體積強度比”。按照工業材料的拉伸強度标準測試方法(國内外通用),具體比較2種材料究竟“誰強誰弱”時是這麼玩的:

北汽創造世界第一了?發明全鋁大梁技術,真的“趕英超美”了?

采用同樣長度的2種材質的“小樣”(比方說大家都是10厘米),然後規定兩者直徑粗細一樣(比方說都是1毫米),然後上拉力測試機。不斷增大拉力,直到“小樣”被拉斷為止。儀器會自動記錄下最大拉力值。——這就是“體積強度比”!不同材料,粗細、厚度一樣,看誰更強!

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就目前的情況看,我們按照工業上最常見的“體積強度比”來說,超高強度鋼的極限強度可以超過2GPA(也就是2000MPA,比如用來制造飛機起落架的著名的“300M鋼”);而目前強度級别最高的7075鋁合金,經過熱處理、拉制後的極限強度也不過就500MPA出頭。整整差了鋼鐵4倍!

用鋁造車,目的其實是減重

當然也别指望減重效果太誇張

具體到汽車生産領域:用來做汽車大梁、骨架結構的鋼材通常用的都是高強度鋼,強度級别通常都在550PMA以上(如今卡車車架都這個級别了),甚至還會用到780MPA以上的超高強度鋼材。

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而廣泛用于汽車骨架結構的鋁合金,卻是6061/6063系高韌性鋁合金(2024和7075高強度鋁合金硬度太高,很難沖壓)。6061/6063系鋁合金在熱處理之後的極限強度也不過就是300MPA級别而已!

北汽創造世界第一了?發明全鋁大梁技術,真的“趕英超美”了?

在強度名額上,基本上鋁合金和鋼鐵相比,差了大約2倍的樣子。——這就意味着鋁合金結構的厚度要做到比鋼闆厚2倍,才能保證結構同樣的堅固性。但問題是這樣一來,輕量化減重的優勢其實就變小了,沒那麼明顯了。

謠言粉碎:鋁比鋼強不成立

不要過于聽信廣告!

加上鋁合金天生耐疲勞性能遠差于鋼鐵,是以鋁合金受力結構的壽命遠低于鋼鐵。遭遇突然猛烈沖擊時,鋁合金更容易産生裂紋,進一步加劇部件損壞,而鋼闆則以高韌性著稱,往往在遭受劇烈沖擊後隻是凹陷變形。

北汽創造世界第一了?發明全鋁大梁技術,真的“趕英超美”了?

那麼問題來了:對于轎車、家用SUV來說,采用鋁合金結構可以做到不生鏽、同時還稍微帶一點輕量化(普通家用車正常使用不會受到太大沖擊,是以無需太多考慮特殊情況);而對于一台硬派越野車而言,用鋁合金做大梁是否合适,或許真的是企業需要認真考慮的!畢竟在越野老炮們手裡玩起來那是真叫一個狠!

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