معرفی مهم ترین ورق های فولادی مورد استفاده در صنعت خودروسازی کشور

یکی از مهم ترین بخش های اتومبیل مربوط به قطعات زیر و بدنه آن می باشد. استفاده از ورق های فولادی در بخش بدنه خودرو از اهمیت فراوانی برای سازندگان برخوردار است؛ زیرا علاوه بر افزایش کیفیت ظاهری، بخش قابل توجهی از وزن خودرو را به خود اختصاص می دهد. خودروسازان در چند سال اخیر تمام تلاش خود را بر روی این موضوع قرار دادند که وزن بدنه خودرو را کاهش دهند، اما در عین حال استحکام آن را حفظ کنند.

تغییرات و تحولات زیادی در این بخش در 100 سال اخیر صورت گرفته است. به طور مثال اگر در قبل اتومبیل ها از چوب ساخته می شدند، امروزه توسط فیبر کربن ظاهر و کیفیت خود را به درجه قابل قبولی از نظر زیبایی رسانده اند. سه نوع از متریال هایی که از آن ها جهت ساخت بدنه اتومبیل استفاده می شود شامل آلومینیوم، فولاد و فیبر کربن هستند. در ادامه مطالب ضمن معرفی انواع متریال ها کاربرد انواع ورق های مورد استفاده در خودروسازی نیز آورده شده است.

تاریخچه بدنه اتومبیل

در تمام مدت خودروسازی از متریال ها و مواد اولیه متفاوتی جهت ساخت بدنه اتومبیل استفاده می شود. بدنه خودرو علاوه بر این که از جمله موارد و پوشش اصلی و خارجی یک اتومبیل به حساب می آید، به طراحان اتومبیل امکان پیاده سازی ایده های خود را با توجه به ایمنی سرنشینان داخلی می دهد تا بر ایجاد زیبایی و کیفیت ظاهری بیشتر کمک کند و در نتیجه فروش قابل توجهی داشته باشد.

چوب

در سال های اولیه ساخت وسیله نقلیه از چوب استفاده می کردند. کارشناسان صنعت روش ساخت اتومبیل را بر اساس روندهای مربوط به واگن ها و ارابه های چوبی انجام می دانند. همان طور که حدس می زنید استفاده از چوب با وجود استفاده از  چون قابلیت خمش بیش از حد نداشت با ایرادهایی همراه بود و اتومبیل ها از نظر شکل ظاهری تفاوت زیادی با یک دیگر نداشتند و بیشتر شبیه به یک جعبه چوبی بودند.

فولاد

پس از شروع قرن بیستم در دهه اول استفاده از روش های جدید جهت کار با فلزات به وسیله ورق های آلومینیوم و فولاد برای ساخت بدنه خودرو رایج شد. شکل پذیری در آن ها بسیار راحت تر از کار با چوب بود و به همین علت تنوع زیادی در ساخت بدنه اتومبیل به وجود آمد. سازندگان خودرو با گذشت زمان تکنیک های پیشرفته تری را با شرایط آیرودینامیکی بهتر ارائه کردند. پس از گذشت جنگ جهانی اول بدنه تمامی اتومبیل ها از فلز بود و تا انتهای سال 1920 همه روش های مورد استفاده در خودرو سازی که امروزه رایج هستند، معرفی و تست شده بودند. حتی استفاده از چسب برای قسمت های مختلف خودرو نیز آزمایش شده بود.

اولین شرکتی که اتومبیلی با بدنه تمام فلزی ساخت شرکت دوج و در سال 1914 بود که صنعت خودرو را حیرت زده کرد. این موضوع یک موفقیت بزرگ بود و طراحی بیشتر ماشین های ساخته شده در اواخر دهه 30 میلادی را تغییر داد. با این که از چوب جهت تولید بعضی از قسمت ها استفاده می شد، اما رواج فلز در اواخر دهه 50 استفاده از چوب را به طور کامل منسوخ کرد.

همچنین استفاده از فولاد بیشتر برای تولید بدنه اتومبیل و شاسی آن تا اواسط دهه 70 رایج بود، ولی طی تحقیقات در مورد آلومینیوم و توجه به مزایا استفاده از آن جهت ساخت اتومبیل های شهری مورد توجه قرار گرفت. با این حال پیش از این اتفاق استفاده از آن برای ساخت اتومبیل های مسابقه کاربرد داشت.

آلومینیوم

کاربرد آلومینیوم در صنعت خودرو سازی به خصوص در 40 سال اخیر پیشرفت قابل توجهی داشته است. استفاده از این فلز باعث موارد زیر می شود:

• کاهش وزن بدنه و شاسی اتومبیل
• سبب زیاد شدن سرعت خودرو می شود
• خودرو دو برابر بیشتر از فولاد انرژی تصادف را جذب می کند
• انرژی کمتری در زمان تولید مصرف می شود 
• قابلیت بازیافت در انتهای عمر اتومبیل وجود دارد

فیبر کربن

فیبر کربن ماده ای است که حدوداً 5 برابر از فولاد محکم تر و دو برابر سخت تر می باشد. این ماده از قرار گرفتن رشته های باریک کربن در کنار یک دیگر ساخته می شود. اگرچه که تولید آن نسبت به فولاد با هزینه بیشتری همراه می باشد و به همین دلیل بیشتر در اتومبیل های سوپر لاکچری مورد استفاده قرار می گیرد. اگر هزینه تولید این ماده به شکلی کمتر شود پیش بینی می شود در آینده ای نزدیک استفاده از آن جهت ساخت خودرو های شهری کاربرد داشته باشد.

بررسی ورق گالوانیزه ذوزنقه و شیوه قیمت گذاری بر روی آن

ورق مورد استفاده در بدنه خودرو

همان طور که گفتیم بدنه خودرو یکی از مهم ترین اجزای آن می باشد و حدوداً 30 درصد از وزن اتومبیل را به خود اختصاص می دهد. این بخش از خودرو قادر است بیشترین قسمت از استانداردهای ایمنی آن را تأمین کند. با توجه به این که از متریال های مختلفی جهت تولید بدنه اتومبیل استفاده می شود، اما ورق های فولادی همچنان در اولویت و از جمله پر استفاده ترین فلزات در دنیای آهن و صنعت خودرو سازی هستند. ورق های فولادی در انواع مختلف روغنی ، رنگی، سیاه و ... موجود هستند.

ورق مورد استفاده جهت تولید خودرو و بیشتر بدنه آن از نوع فولادهای کششی کم کربن می باشد. با این وجود در خودروهای پیشرفته تر از فولادهایی با استحکام بالاتر مانند Trip و DP نیز استفاده می شود. نوع دیگری از ورق های فولادی که جهت تولید بدنه خودرو به صورت پوشش دار مورد استفاده قرار می گیرند، ورق های گالوانیزه می باشند. در ادامه توضیحات بیشتری در مورد هر کدام از آن ها ارائه خواهیم داد. همچنین جهت اطلاع از قیمت ورق روغنی و قیمت ورق سیاه بهتر است به صفحه جداول قیمت مراجعه فرمایید.

فولاد نرم

درصد کربن ورق های فولادی نرم در حدود 0.16 تا 0.29 می باشد. همچنین علاوه بر کربن این ورق ها دارای حدود 0.4 تا 0.7 درصد منگنز و بین 0.1 تا 0.5 درصد سیلیکون دارند. دیگر فلزات موجود در این ورق ها شامل مقدار کمی فسفر، سرب، گوگرد و انواع دیگری از عناصر نیز در ساختار آن ها می شوند.

درصد کشش این نوع از ورق ها نیز قابل قبول هستند، اما مقاومت بالایی ندارند. به طور معمول استحکام تسلیم آن ها زیر 220 مگاپاسکال می باشد. لازم به ذکر است بدانید این دسته از ورق ها قیمت بسیار پایینی دارند که از آن ها در صنعت خودرو سازی و ساخت اجزای آن مانند بدنه اتومبیل، درب آن، کف کامیون و... استفاده می گردد. 

فولادهای کم آلیاژ پر استحکام

این دسته از فولاد ها از استحکام بالایی برخوردار هستند و در عوض مقدار آلیاژ آن ها کم می باشد. فولادهای کربن-منگنز مانند فلزات با پخت سنتی (BH) و فولادهای کم آلیاژ مستحکم (HSLA) در این گروه قرار دارند. از ویژگی های آن ها می توان به خواص مکانیکی بهتر و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی و زنگ زدگی اشاره کرد. آن ها استحکام تسیلمی زیر 550 مگاپاسکال دارند.

فولادهای استحکام بالای پیشرفته  (AHSS)

فولادهایی با استحکام بالا و پیشرفته نسل جدیدی از فلزات هستند که دارای مقاومت تا 2000 مگاپاسکال می باشند. این دسته از فولادها امروز به عنوان متریالی پیشرو در صنعت خودرو سازی مورد استفاده قرار می گیرد. آن ها به صورت ورق عرضه می شوند در سه دسته تقسیم بندی می گردند:

• نسل اول: شامل فولادهای  CP، DP، Trip و MS
• نسل دوم: شامل فولادهای  TWIP
• نسل سوم: فولادهای  Q&P

فاکتورهای مهم برای خودرو سازان در این صنعت سه دسته هستند که شامل کاهش قیمت، کاهش وزن و افزایش استحکام ورق می باشند. پیدا کردن متریالی که از هر سه این موارد پشتیبانی کند نیز دشوار می باشد. فولادهای کششی در سال های اخیر به عنوان بهترین متریال در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرند. این دسته از فولادها قیمت کمی داشتند و منجر به کاهش وزن خودرو و در نتیجه کاهش مصرف سوخت خودرو می شوند. 

از دیگر خصوصیات مهم این ورق ها می توان به شکل پذیری و جوش پذیری بالای آن ها اشاره کرد، اما ایراد مهم آن ها شامل داشتن استحکام پایین می باشد. این فلزات با استحکام بالا قادر به تولید در ضخامت کمتری هستند که باعث کاهش وزن خودرو می شود و همچنین استحکام بالایی نیز دارند، اما قیمت آن ها در مقایسه با فولاد کششی بالاتر می باشد. 

مراحل تولید بشکه فلزی از صفر تا صد

مشخصات ورق بدنه خودرو

ورق فولادی که برای بدنه خودرو استفاده می شود، باید مشخصات زیر را داشته باشد:

• جوش پذیری بالا
• وزن کم
• قیمت مناسب
• استحکام کششی بالا
• قابلیت شکل پذیری
• قابلیت پرس کاری
• قابلیت بازیافت
• مقاوم به خوردگی و زنگ زدگی

ضخامت ورق های فولادی مورد استفاده در ساخت اتومبیل ها 0.7 میلی متر است و استحکام ورق های فولادی با فرم پذیری افزایش داده می شود. این مقدار از ضخامت ورق های سیاه و روغنی بالاتر می باشد. جهت اطلاع از مشخصات و قیمت ورق گالوانیزه بهتر است از مشاوره های کارشناسان بازرگانی آهن اینفو بهره بگیرید. از این رو می توانید با شماره تلفن 0316605390 الی 93 تماس بگیرید.

کاربرد فولاد A36 در اتومبیل سازی

A36  نوع دیگری فولاد کم کربن می باشد. به طور کلی فولادهای کم کربن به فلزاتی گفته می شود که کمتر از 0.3 درصد کربن در واحد وزن دارند. این میزان کربن به A36 این قابلیت را می دهد که به راحتی ماشین کاری و جوش کاری شود و فرم بگیرد. همچنین برای تعداد وسیعی از کاربردهای عمومی مناسب می باشد. مقدار کم کربن همچنین مانع از عملیات حرارتی روی فولاد A36  می گردد. این نوع فولاد علاوه بر کربن برخی از عناصر دیگر مانند منگنز، فسفر، گوگرد و سیلیکون را در خود دارد. افزودن این عناصر باعث می شود تا فولاد A36 خصوصیات مکانیکی و شیمیایی مورد انتظار را به دست آورد. از آنجا که A36 مقدار قابل توجهی کروم و نیکل ندارد، از مقاومت خوبی در برابر خوردگی بهره مند نیست.

خواص مکانیکی  A36  

 A36  استحکام کشش نهایی بین 400 تا 550 مگاپاسکال را شامل می شود. همچنین قابلیت چکش خواری از دیگر خواص آن می باشد و در صورت کشش قادر به افزایش طول تا 20 درصد را دارد.

ویژگی های مکانیکی واحد

استحکام کشش نهایی 400 -550 MPa

استحکام تسیلم کشش 250 MPa

افزایش طول تا شکست در 200 mm 20 %

افزایش طول تا شکست در 50 mm 23 %

مدول الاستیسیتی 200 GPa

نسبت پوآسون 0.26

مدول برش 79.3 GPa

به طور کلی ورق های فولادی در ساخت بدنه و لوازم اتومیبل بسیار پرکاربرد هستند و هرگونه تغییر در قیمت این گونه ورق ها بر قیمت خودرو تاثیر دارند.ورق سیاه کاویان یکی از مواردی است که  از جنبه های مختلف برای فعالا بازار آهن اهمیت دارد.شما مخاطبین عزیز برای اطلاع از قیمت ورق سیاه کاویان می توانید به دسته بندی مربوط مراجعه کنید.

ورق گالوانیزه در ساخت خودرو

ورق گالوانیزه همان ورق سرد می باشد که طی فرایندهایی یک لایه از فلز روی (زینک) بر سطح آن قرار گرفته است. وجود لایه روی منجر می شود تا ورق گالوانیزه در مقابل خوردگی و زنگ زدگی مقاومت داشته باشد.

انعطاف پذیری، رنگ پذیری، ضخامت کم، مقاومت به خوردگی و قیمت مناسب باعث شده است تا از این ورق در ساخت بدنه خودرو نیز استفاده شود. در داخل کشور کارخانه های متعددی اقدام به تولید ورق گالوانیزه مناسب برای بدنه خودرو می کنند که از آن جمله می توان به شرکت ورق خودرو چهارمحال و بختیاری، شرکت فولاد تاراز و مجتمع فولاد مبارکه اشاره کرد. جهت اطلاع از نرخ ورق گالوانیزه و قیمت ورق سیاه  می توانید با کارشناسان آهن اینفو تماس بگیرید.

جمع بندی

همان طور که ذکر شد سه فاکتور اصلی برای خودروسازان که در نظر گرفته می شود، افزایش استحکام خودرو، کاهش وزن و کمتر شدن قیمت می باشد. در سال های ابتدایی تولید، اتومبیل ها همه شبیه به یک سری جعبه های چوبی بودند؛ زیرا استفاده از چوب سبب نداشتن انعطاف پذیری شده بود. پس از گذشت زمان امروزه از فولادهای کششی کم کربن برای بدنه و شاسی خودرو استفاده می کنند. البته برای خودروهای لوکس و پیشرفته تر از فولادهایی با تیپ Trip  و  DP که دارای استحکام بیشتری هستند، استفاده می شود.

در کشور ما نیز برای خودروهای شهری از فولادهای کششی کم کربن یا همان ورق گالوانیزه استفاده می کنند که استحکام مناسبی داشته و قیمت مقرون به صرفه ای نیز دارد. خاصیت انعطاف پذیری و رنگ پذیری به همراه وزن سبک از دیگر ویژگی هایی است که سبب به کار گیری ورق گالوانیزه در ساخت بدنه و شاسی خودرو شده است.

از فولادهای نرم که کربن آن ها بسیار کمتر از محصولات معمولی بوده و در نتیجه سختی بسیار کمی دارد، برای درب یا کف کامیون استفاده می کنند، اما در عوض استفاده از فولادهای استحکام بالای پیشرفته بسیار رواج پیدا کرده است. مقاومت این محصولات در حدود 2000 مگاپاسکال بوده و شامل سه نسل آلیاژ مختلف هستند. استفاده از این نوع فولاد به علت سبک بودن وزن و قیمت مناسب در صنعت خودروسازی رواج پیدا کرده است.

با وجود این توضیحات و شرح کلی مطلب باید گفت قیمت ورق های فولادی از انواع مختلف گالوانیزه، کم کربن، پر کربن، آلیاژی و ... تأثیر به سزایی در صنعت خودروسازی داشته و خودروسازان همواره به دنبال ورق هایی با وزن سبک و قیمت مناسب برای ساخت اتومبیل هایی با کیفیت و کم قیمت هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مشخصات فنی هر محصول می توانید با کارشناسان آهن اینفو تماس بگیرید.