【第三代鋼研發進展】NanoSteel開發超級鋼材 比鋁還輕！

目前隨著國際原油價格的頻頻下調，人們對於車輛的燃油費用也不再像往常那樣過度關注，因此這也使得人們開始關注車輛的駕乘空間、舒適性以及駕駛性能等。雖然目前的政府職能部門鼓勵節能減排降低二氧化碳排放，但是目前自由市場所帶來的卻是燃油價格的一再走低，這樣一來車輛的燃油成本也會隨之降低，這樣可能出現的情況就是人們會因為燃油成本的降低而造成車輛燃油方面的過度消耗。針對以上問題政府職能部門並未給出相應的燃油稅收政策。如此一來節能減排的任務自然而然就落到了汽車工程師的肩膀上，汽車工程師們必須在非常隱蔽的地方進行優化設計實現節能減排以確保消費者不會產生逆反心理。

近日，有研究人員推出了一款名為NanoSteel的超級鋼材，該鋼材與鋁合金相比，其不僅具有輕量化的重量而且其強度還達到了與鋁合金相同的水平。NanoSteel鋼材的加工工藝與現有的鋼材加工工藝並無兩樣，目前常用的切削加工、衝壓成型工藝均可以應用在該NanoSteel鋼材上面。同時其還可以實現超高的機械強度要求。從NanoSteel這個名字中就可以看出該鋼材與傳統鋼材的最大不同就是該鋼材在晶體結構方面存在著不同。其中要想實現不同的晶體結構主要是根據最近發現的熱化學使能機制，通過以上熱化學使能機製得到的納米晶體結構鋼材不僅具有相當的強度而且其韌性也得到了一定程度的提高。

傳統的觀點認為如果通過改變鋼的組成成分來提高其強度必然會使得鋼的韌性降低。但是此次來自美國羅得島州普羅維登斯的NanoSteel公司推出的NanoSteel超級鋼材具有一種特殊的合金納米結構，該結構可以在鋼材的形成過程中控制鋼材內部晶體的大小。NanoSteel鋼材的納米結構可以在高溫情況下實現納米結構優化從而使得其納米晶體結構變得比傳統高強度鋼的晶體結構更加細小同時還會呈現出晶體一致性。由NanoSteel鋼材得到的鋼板可以通過傳統的加工工藝進行衝壓加工，同時在衝壓的過程中該鋼材還會產生一定的硬化效果。該NanoSteel鋼材與鋁合金相比其不僅可以實現降低重量的效果而且其成本也更低。

而至於該NanoSteel到底可以減輕多少重量呢？德國愛達克公司（EDAG）的工程師們對其進行了試驗驗證，其根據美國高速公路安全管理局規定的輕量化車輛標準製造出了一輛與2011款本田雅閣外形尺寸完全一致的車輛，其中車輛結構採用的是三級薄NanoSteel鋼板，同時其還採用了完全相同的衝壓工藝。試驗結果表明採用NanoSteel鋼板的車輛結構重量與美國高速公路安全管理局規定的輕量化車輛標準相比可以節省10%的重量。而在與對比車輛雅閣實現相同的耐撞性能以及雜訊、振動和舒適度情況下，其還可以降低30%的重量。與此同時，愛達克工程師們還用鋁合金進行了對比試驗。

結果顯示NanoSteel鋼板的重量比鋁合金重量還要低4.6%，此重量節省的結果雖然沒有想像中理想，但是愛達克的工程師們表示通過對NanoSteel鋼板加工性能的繼續開發從而優化衝壓部件的外觀形狀就可以實現大幅的減重。當然這也是該技術的關鍵所在。車輛的每一處結構設計都必須滿足零件強度和剛度方面的要求，而零件的強度和剛度又與零件的厚度和外觀尺寸息息相關，為了實現預定的強度剛度目標就不得不增加零件的厚度從而也就增加了零件的重量。車輛結構中強度最強的部分應該屬於車輛的B柱，車輛B柱在衝壓過程中必須保持在加熱狀態只有這樣才能保證衝壓結束後得到零件的強度和剛度滿足要求。

當然在加熱狀態下進行的衝壓設備自然要比普通的衝壓設備昂貴一些。而其他一些不需要加熱衝壓的零件一般只能衝壓得到直角形狀的衝壓件。而為衝壓件增加波浪形的加強筋可以大幅提升衝壓件的強度同時還可以降低零件的厚度，NanoSteel鋼板先進的成型工藝可以確保無需加熱即可衝壓得到波浪形加強筋。由於此次愛達克工程師採用的多是衝壓成型件，因此NanoSteel公司非常有信心的表示其可以繼續優化結構設計從而減輕重量同時還降低使用成本。

NanoSteel公司自身並不親自生產鋼材，其將NanoSteel的配比秘方授權給了其現有的鋼材供應商進行生產，目前有汽車生產廠商希望可以將以上NanoSteel鋼材應用到其新一代的車輛當中，因此NanoSteel公司目前也正在為不同的汽車生產廠商提供NanoSteel鋼材的樣品。對於這樣一款既便宜又高效節能的新鋼板，相信沒有一家汽車生產廠商會拒絕使用。

來源：蓋世汽車網