大虎悠 前天
全身超高强度钢,城市SUV为啥就是吃不了“越野的苦”?
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口口声声硬派越野车,结果却连超高强度高都不舍得用?这是为啥?这几年 " 方盒子车 " 流行的不得了。也不知道为啥,越野这个原本和普通家庭距离很远的产物,这几年居然越发家常化了。当然,长得方方正正,并不代表车本身就真硬派。

可真要说硬派越野车,很多人发现,它的用料却往往 " 很 LOW"。比方说车架子,绝大多数都是 420L 或者 510L 钢制造的(抗拉强度 420MPA 和 510MPA),比起现在的轿车、城市 SUV,动不动 1000MPA、1500MPA 甚至更高的强度标准……越野车似乎不够看啊……

可是大家也同时知道另一个常识:硬派越野车能适应长期在崎岖路面上行驶,而轿车和城市 SUV 则不行。即使抛开离地间隙不说,城市 SUV 的车身结构也难以承受长年累月的扭曲和冲击。——这逻辑上就不通了:钢的强度更高,反而 " 吃不了苦 "?

高强度钢没那么夸张!

350MPA 就已经算了!

很多人给出关于 " 非承载结构能利用弹性变形吸收扭曲 " 的理论,但这并没有解释 " 车架本身为何可以长期抵抗扭曲 "。……因此,今天我们来思考一项长期被人忽视的材料学参数——厚度。

最早用于桥梁建造,大型建筑物钢框架建造的合金钢,是大名鼎鼎的 16Mn 钢(读作 "16 锰 "),也就是我们父辈口中的 " 锰钢 "。著名的南京长江大桥就是最成功的运用 16Mn 钢的杰作之一。

在那个古早的年代,运用最多的钢,就是普通的 A3 钢,含碳量在 0.15~0.2% 之间的普通结构钢。也就是后来叫做 Q235 的钢材。顾名思义,屈服强度在 235MPA 水平。——没错,普通钢就这水平!

而 16Mn 因为屈服强度达到 350MPA 级别,因此后来改名为 Q345 钢(最近几年为了接轨欧盟,最新型号改为 Q355)。看起来强度不高对吧?但在那个古老年代,16Mn 就是第一代,也是最成功的高强度钢。所谓高强度,其实是比起普通 A3 钢而言。

16Mn 一代人的记忆

至今仍是主流

汽车领域里,16Mn 在几十年里,一直都是卡车大梁的最主流材质。随着时代进步,人类对材料的强度要求越来越高。所以即使是 16Mn 这样的经典钢,一般也被当做是 " 普通钢的 PLUS 版 "。但是这并不影响它 " 国际上最常见,最普及的入门高强钢 " 的身份。

虽然 16Mn 钢看起来已经显得老态龙钟,但它依然在工业上发挥着重要作用。别的不说,就说很多越野车,厚度 3~4 毫米的 " 重型锰钢护板 " 依然还是经典 16Mn 材质的,在面对岩石砂砾硬碰硬的对抗时,依然显得从从容容,游刃有余。

而厚度同样达到 3~4 毫米的 " 重型锰钢前杠 ",同样是 16Mn 材质的产品。出现在硬派越野车的车头时,我想并没有什么轿车,或者城市 SUV 会打算和它一较高下。不管你的前杠是热成型钢,是铝合金,还是什么。

厚度往往影响挠度

挠度决定 " 结构强度 "

回到汽车大梁钢,目前最常用的大梁钢就是上面提到过的 510L 钢(抗拉强度 510MPA,屈服强度 355MPA),说白了就是 16Mn 的另一个名字罢了(或者是改良配方后的 16Mn)。但在越野车上,动辄 3~4 毫米的车架板材厚度,依然让人毛骨悚然。这又是为什么呢?

因为厚度往往决定了挠度!——在工程学上,挠度指的是整个结构抗变形的能力高低。而钢材本身的强度,仅仅说的是材料本身(并不是整个结构)!——比方说,强度 1500MPA 所谓 " 潜艇级钢 " 厚度 1 毫米的钢梁,整体抗弯抗折能力未必赶得上强度 510MPA,厚度 3 毫米的钢梁。

因为超高强度钢的运用,最早是为了追求轻量化(当然,现在主要是用来提升车身强度)。于是我们就有了最后一个问题:为什么不能同时把超高强度和厚度结合到一起?——如若能,有何实际案例?如若不能,又为何不能?我们下回分解!

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