货车对高强度热轧板的要求

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货车对高强度热轧板的要求

马呜图路洪洲李志刚

1．汽车轻量化

　 2009年1～10月汽车产销分别为1087．32万辆和1089．14万辆，同比分别增长36．23％和37．71％。产销超过1000万辆，对我国汽车产业具有里程碑意义，但随着汽车工业的发展，也产生了油耗、安全和环保三大问题。汽车轻量化是解决三大问题最直接和最有效的途径和方法。

　我国“十一五”汽车产业发展政策：“汽车产业及相关产业要注重发展应用新技术，提高汽车燃油经济性。2010年前，乘用车新车平均油耗比2003年降低15％以上”。美国克林顿政府提出了PNGV计划，制造百公里油耗3升车。奥巴马政府在2011年将美国汽车的平均每百公里油耗(包括乘用车和商用车)降至6．6升，其重要的措施之一也是轻量化。

　研究表明，在满足欧Ⅳ标准条件下，每百公里油耗Y和汽车自质量X的关系为Y=0．003X 3．3434。汽车质量每下降10％，油耗下降8％，排放下降4％。商用汽车质量每减少1000kg，油耗可降低6％～7％。

2．货车轻量化潜力大

　我国现阶段重型卡车(8t及以上)大梁多采用510MPa级大梁钢板制造，如，P510L、B510L、M510L、W510L、Z510L钢板等；其结构为8mm主梁加5mm衬梁的双梁结构，翻斗矿用车另加付梁；主梁加衬梁的厚度达13mm；重量1．2～2．0t。发达国家生产的商用汽车大多采用8mm、屈服强度≥650MPa的钢板单梁结构。在北京、上海的车展上，欧洲各国参展的商用汽车大梁全是单梁结构；单粱结构又可分为等刚度单梁、变刚度单梁和变截面单梁结构等，如，重庆红岩汽车厂引进生产的意大利依维柯系列重型卡车的大梁就是采用650MPa、8mm的等刚度单梁结构，减少了材料消耗、降低了汽车重量，达到了轻量化目的。这是我国重型卡车轻量化的发展方向。

　随着技术提高，商用车的自，重逐年减少，以意大利伊维柯商用车为例，80年代末，其商用车驾驶室的质量为1600kg，2004年已降为960kg，减少了40％，车架80年代末的重量为1200kg，目前已至降800kg，减重33％。商用车质量大，油耗大，运行里程高，轻量化效果显著，如，重型货车采用高强度大梁钢板：可减重300～400kg，采用变截面少片钢板弹簧结构，可使板簧的自重降低25％～30％，而重型货车的钢板弹簧重量在600～1000kg左右，减重可达200kg以上。

　为了保证矿用车节油或增加载重量，而又不影响其使用性能，十分重要的手段是轻量化，矿用车的翻斗和大梁占据矿用车自重的较大比例，通常二者相加的重量达到近4t，使用高强度扳后其减重的潜力很大，目前一般翻斗底板的重量为3．0t左右，通过轻量化的研究和高强度钢板的应用，可使翻斗底板减重250kg左右，侧板减得400kg，累计减得650~700kg。日本和俄罗斯的矿用车早就采用抗拉强度级别为700～800MPa的高强度和可焊性相结合的高强度板作翻斗底板；用抗拉强度为1000MPa作为翻斗的耐磨镶条，在25T自卸车，100T电传动自卸车以及其它重型自卸车的大梁和翻斗上应用，减轻了翻斗的重量，改善了使用性能，延长了翻斗的寿命。

　采用高成形性、高强度双相钢制作汽车钢圈，减薄钢圈用材料的厚度，可以减轻汽车运动件；自重，节油效果更加显著。采用锻造铝或半固态铝制车轮可有效减低重量，实现轻量化，同时车轮减轻，其转动惯量减低，可明显的降低油耗。

3．货车产销现状及预测

　我国多年来商用车保持了10％以上的增长速度。其中，中重卡市场更是发展迅猛，占的市场份额逐年上升。在遭遇金融危机的2008年，中国商用车市场在美国、印度出现大幅下滑的情况下，商用车产销260．74万辆和262．49万辆，同比增长4．24％和5．25％。相比外国市场，中国商用车市场更有吸引力，市场潜力巨大。

2009年，可称为中国商用车的合资年。近期，合资的消息纷至沓来，一汽通用轻型商用汽车有限公司于2009年8月30日合资，江准也传出与北美卡车巨头卡特彼勒和纳威司达合资的消息。在商用车领域，随着依维柯、沃尔沃、奔驰、雷诺、日野、MAN公司纷纷与中国企业展开深入合作，跨国巨头与国内商用车企业合资步伐加快，商用车巨头加速入华，跨国企业与中国企业联手争夺中国市场的新格局正在形成。从单纯引进新车型，到引进资金和技术发展自主品牌，商用车企业间的合资合作出现了一些新的模式。

　 2009年1～10月，货车产销189．01万辆和185．50万辆，同比增长35．43％和．33．18％；半挂牵引车产销15．69万辆和16．08万辆，同比下降16．72％和13．26％；货车非完整车辆产销41．45万辆和40．39万辆，同比增长1．64％和0．11％。我国2008～2012年中型、重型卡车的销售量见图。

　 2009年1～10月，商用车销量排名前10家企业依次为：北汽福田、东风、一汽、江淮、重庆长安、金杯股份、重汽、江铃、凯马和上汽通用五菱，分别销售48．63万辆、36．01万辆、24．53万辆、16．58万辆、13．47万辆、13．38万辆、10．66万辆、8．93万辆、8．56万辆和7．80万辆。1~10月，上述10家企业销售商用车188．24万辆，占商用车销售总量的70％。

4．货车发展趋势

　牵引车：物流运距加长，牵引车优势凸显，牵引车长期稳定增长。一般来说，半挂车比重卡效率要高30％～50％，成本下降30％～40％，单位质量油耗降低20％～30％，比中、小型货车燃油经济性高。可见，在重卡、全挂汽车和半挂车之中，半挂车的运输效率最高。

　平板车：中短途运输工具，专业化趋势加剧，总量短期增长，长期下降。

　自卸车：由城市化带来的基础建设将拉动自卸车小幅增长，预计2020年后下降。

　在高速公路网络建设陕速发展和国家对多轴重型车实施收费优惠政策的推动下，长途物流运输中，将大量采用大吨位、大功率、高效率的重型卡车，小吨位轻型卡车则主要用于城市物流集散。

　国内主要重型载货车新产品呈现“豪华型”趋势，为应对市场需求，各主要厂家相继推出自己的新型产品：中国重汽推出提升型“豪沃”，东风汽车公司推出新“天龙”、“霸龙M系列”，一汽解放推出“悍威”，欧曼推出ETX“洲际版”系列，重庆红岩推出斯太尔“霸王”等。

　重型化、专业功能强、技术含量高的自卸车、散装水泥车、混凝土搅拌运输车、高空消防车、压缩式垃圾车、市政用车及油田专用车等重型专用车增长较快，具有价格高和技术含量高的特点。

　高效率、个性化要求的大吨位、强功能的自卸车品种增加。如，加长型侧卸车、加高型底卸车、无副车架自卸车及无液压油箱自卸车等。

　基于城市环境和先进作业方式要求，混凝土搅拌运输车和散装水泥车发展较快。对于自卸车而言，提高综合承载能力和利用现有资源进行优化设计将是主要发展方向。

　改装车、专用车及特种车仍将在重型车市场中占据重要角色。

5．汽车高强度热轧板

　汽车热轧板包括普通热轧高强度板和先进高强度钢板，以及特殊用途的热轧高强度钢板；汽车普通热轧高强度板包括固溶强化的C-Mn高强度钢和微合金板；热轧先进高强度钢板包括热轧双相钢板和TRIP钢板；特殊用途的热轧高强度钢板包括热轧防弹钢板，热轧超高强度马氏体钢板以及高扩孔性能的高强度钢板。随着汽车工业中热轧板用量的增加，这些钢种的用量必然会相应增加。

　货车轻量化主要从以下几个方面着手：重型发动机的进气歧管、齿轮室罩、飞轮壳、油底壳、气阀室罩盖、中冷器散热器等零部件普遍采用铝合金或塑料；车身、底盘上的塑料零部件越来越多，如翼子板、散热器隔、进风管、轮罩等；车架大梁、车身、车轮用钢板的强度级别不断升高，其屈服强度已分别达780MPa、590MPa、650MPa；高应力变断面少片悬架弹簧。

　长期以来，我国中、重型汽车的大梁均采用双梁结构，这既有设计、制造水平的原因，也有满足用户“多拉快跑”和货物运输车辆的超载使用，如5T车其超载量会在10～20t左右。因此，我国中、重型汽车的大梁以双梁结构为主，钢板以510MPa为主；也有部分载货车采用8mm的590MPa钢板主梁，5mm的510MPa钢板为衬梁的。而700MPa的单梁仅极少企业在牵引车上使用，如一汽J6H型全挂牵引车的大梁采用宝钢的高强度钢(B700L)制造，该车型已经在2007年批量生产并投放市场，每辆车用高强度大梁板的重量为300～400kg，需高强度钢板坯料约400～500kg；济南重汽也在其全挂牵引车上采用700MPa的单梁。

　另外一个轻量化的典型零件为车轮用钢，目前我国车轮用钢的强度一般为Q235或Q345，应用强度级别较低，车轮较重，国外同样尺寸的车轮比我国要轻15％～20％，如美国福特的皮卡车轮采用低硫屈服强度为414MPa的专用车轮用钢，而我国大部分用CL380，车轮重量较高，使用寿命低于美国福特的车轮。目前，国内有的钢厂已开发出高强度低硫的微合金化车轮用钢，以改善车轮的疲劳寿命、工艺性能及轻量化。另一个车轮用高强度钢的发展方向是采用DP600制造车轮，与Q345相比，DP600制成同样尺寸的车轮，可以减重15％，且冲压成形性好，疲劳寿命高。

　为使商用车桥壳轻量化，采用冲压焊接桥壳缩短了制造的工艺流程，减轻了重量，与铸造桥壳相比，在同样的刚度下，可使桥壳减重20％，因此冲压桥壳用钢也是近年来国内外重要研究课题之一，以提高强度、保证焊接性能和成形性，从而保证冲压焊接桥壳的使用寿命。

6．汽车高强度热轧钢板的需求分析

　根据2008～2020年汽车产量及保有量，汽车用钢构成及部分零部件国产化情况进行预测，2009年汽车用钢板需求量为151万t，2010年为163万t，2015年为217万t，2020年为276万t，是2008年的2倍。

　未来牵引车必将大量采用屈服强度650～700MPa的高强度钢板制造大梁。按牵引车占重型车40％计，2010年以后80％的牵引车大梁采用屈服强度700MPa的高强度钢板，每辆车需高强度钢板坯料约400～500kg，按2008～2012年重卡的估计销售量计算，则2010～2012年每年需屈服强度700MPa的高强度钢板量约为22～26万t。

　随着公路运输法规落实和管理加强，公路运输的超载现象必将得到扼制，为载货汽车采用屈服强度600MPa、700MPa的高强度钢板制造大梁提供了有利条件，通常载货汽车8mm大梁重量为500～1000kg，到2012年，如有20％～40％的载货汽采用车屈服强度650MPa、700MPa的高强度钢板制造，则每年需高强度钢板约为25～50万t。