商用車用輕量化材料的成本分析

對(duì)輕量化材料進(jìn)行檢測(cè)，宏觀評(píng)估關(guān)鍵方面的性能，以比較材料的強(qiáng)度特性和成本，為商用車輕量化研究提供支持。

在材料選擇過(guò)程中，關(guān)鍵是將材料結(jié)構(gòu)載荷標(biāo)準(zhǔn)與安全范圍的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率相匹配，滿足產(chǎn)品的工藝操作以及特定環(huán)境和生命周期的要求。通過(guò)試驗(yàn)研究，球墨鑄鐵的衍生材料在抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率方面有較好的性能，而鋁合金有局限性。

為獲得最經(jīng)濟(jì)的材料，要謹(jǐn)慎地考慮每一個(gè)輕量化項(xiàng)目需要的單位材料成本。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)考慮屈服強(qiáng)度特性時(shí)，鑄造鋁合金比其它高強(qiáng)度合金的單位強(qiáng)度成本更高，因此單位成本超高強(qiáng)度硅硼族球墨鑄鐵具有更高的強(qiáng)度，且無(wú)需二次熱處理加工。

在輕型材料性能中，疲勞強(qiáng)度至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)的顯微分析，珠光體組織致密，能夠增加整體結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。此外，鑄造材料表面晶粒的尺寸影響微觀應(yīng)力裂紋的傳播，從而影響疲勞強(qiáng)度。

商用車使用環(huán)境和熱條件復(fù)雜，承受不同類型的載荷，在材料選擇過(guò)程中要全面考慮強(qiáng)度與質(zhì)量比、強(qiáng)度與成本、以及疲勞強(qiáng)度和壽命等，這些是實(shí)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)力的輕質(zhì)材料解決方案的必要因素。

Jeffrey Nichols.SAE 2013-01-2419.

編譯：周沖