第一篇：造船用鋼材料

1、造船用鋼

建造民用或軍用船舶的鋼鐵材料，都稱之為造船用鋼。有鋼板、型材、管材、鑄鍛件等等。但習慣上造船用鋼僅指船舶殼體用的鋼板，有一般強度造船鋼板、高強度造船鋼板和海軍艦艇殼體用鋼板三大類別。

2、造船用鋼的技術要求

①對強度的要求。較高的強度可以減少船體的重量，減少焊接工作量，增大承載能力。高強度鋼的采用又受到船體剛性和耐蝕性的制約。

②船體線形較為復雜，有多類型的單曲線或雙曲面，要采用冷、熱彎及矯正等多種成形操作，要求鋼材對造船工藝的適應性，還包括在焊接和修補。

③對塑性和韌性的要求足以補償由于建造過程中各種操作的加工硬化和熱循環對材質的影響。對于艏柱、船體縱彎應力最大的部位、船底及舷部止裂板等重要部位，要求高的抗裂性，要求在低溫條件下具有較低的延一脆性轉變溫度和足夠的沖擊吸收功。

④耐海水腐蝕性。

3、造船用鋼的需求

進入90年代，國際海運量的增長高于運力的增量，船舶市場新船建造和舊船成交活躍，頭5年新船交易達3200萬排水噸位。我國僅船舶工業總公司系統共造船676萬噸，后5年可再造350—400萬噸。占世界造船量1／10.我國造船業已能建造28萬噸級油輪、15萬噸級散貨輪、1200噸鉆井平臺、4200m3LPG船、3000m3液化氣船及全程自控高速水翼船。

包括泰州造船在內，國內涉及造船的船舶公司、交通部和農業部的造船能力在600萬噸左右。可為冶金、電力、石化、水電、煤炭、城建及輕工等行業建造24大類數千種非船舶產品。但生產能力略低于日本的1400萬噸和韓國的1300萬噸。

目前造船鋼材年需量在200萬噸，其中造船鋼板在100—120萬噸左右。國內基本可以生產四個鋼材品種、五個級別的船板。240Mpa級一般強度船板需求仍是主要的，450、600Mpa級高強度船板亦能生產。路透首爾10月15日電---造船用鋼板可能是明年鋼鐵市場中罕見的亮點,供給可能依舊緊俏,即便是運費率下滑,以及金融危機迫使船運業者砍掉部分訂單.分析師表示,在經濟看衰下,商用鋼品前途慘淡,汽車銷售早已慘跌,造船用鋼板價格在未來六個月卻可望持堅,甚至逆勢上揚.即便是造船業者未來景氣低迷,尤其是韓國這個全球最大的造船國.“鋼鐵業景氣已觸頂,新訂單較去年已銳減40%,受到信用緊俏的影響,我想可能還會有更多砍單,可能有5%已下訂的訂單被取消,”早安新韓證券分析師Lee Jong-whan表示.“但砍單對主要造船廠和鋼鐵需求幾無影響,因為其未交貨訂單已排到超過三年以後.拜中國等新興市場需求強勁所賜,鋼價今夏沖上紀錄高位;但之後鋼鐵價格較今年高點已滑落逾兩成.鑒于汽車廠商、營建業者和家電業者需求不振,鋼鐵廠商莫不考慮減產以提振價格.盡管鋼價不振,但造船業依然是個亮點.韓國東國制鋼(001230.KS: 行情)9月將造船用鋼板價格上調12%,為年內第四次提價,主要就是因為原材料價格居高不下而且需求強勁.**造船業持續繁榮**

據浦項鋼鐵(POSCO)(005490.KS: 行情)數據,韓國鋼板供需缺口預計到明年會觸頂在700萬噸,然後到2010和2011年將會縮小至400萬噸和300萬噸.造船業持續繁榮之際,制鋼廠產能擴張卻緩慢,這令供給一直吃緊,進而推動價格突破每噸1,000美元創下紀錄高位.但這種緊俏局面有望得到緩解,因制鋼廠正計劃大舉擴張.浦項鋼鐵計劃到2011年前成為最大的鋼板供應商,產量達到700萬噸.現代制鐵(004020.KS: 行情)也投入5.8兆(萬億)韓圜(合48億美元),籌建自己的第一個煉鋼高爐.韓國每年大約消耗1,330萬噸造船用鋼板,受國內產能擴張緩慢所限,約一半需求都仰賴于進口.浦項鋼鐵預計今年能生產470萬噸造船用鋼板,也就是說只占其3,300萬噸原鋼產量的14%.不過由于金融危機爆發壓縮信貸渠道,把較弱小的造船廠和船運商擠出市場,并打擊交易活動,因此造船業的鋼板需求增長態勢可能會放緩.花旗集團分析師Sokje Lee說,”我們預測由于2008年基期較高,加之金融市場震蕩,因此09年訂單量與08年相比會減少10-15%.不過到2010年料會強勁反彈."

對集裝箱船和散裝乾貨船的需求可能大幅減少,因全球商品和原材料如鐵礦石和煤的貿易活動會受到經濟放緩的影響.波羅的海交易所指標全球原材料海運指數已經從5月時創下的紀錄高位,暴跌80%.一些船運商預計該指數明年會接著下跌,至1,000-2,000點內.但油輪及外海能源廠相關需求預料仍相當強勁,主要拜中東方面的需求所賜,這將帶動整體鋼品消費成長.(完)

--編譯 戴素萍/喬艷紅/張明鈞;審校 張若琪

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2、

第二篇：鍋爐用鋼管及鋼材料安全

鍋爐用鋼管及鋼材料安全

鍋爐用鋼管及鋼材料安全

鍋爐用鋼的選擇、制造、采購、驗收等環節是鍋爐制造質量保證體系的重要組成部分，也是安全生產的重要保證。

1.鍋爐鋼板標準

鍋爐鋼板是鍋爐制造中非常關鍵的材料之一，主要是指用來制造鍋爐中的鍋殼、鍋筒、集箱端蓋、支吊架等重要部件用的熱軋專用碳素鋼和低合金耐熱鋼中厚鋼板材料。鍋爐鋼板常常處于中、高溫和高壓狀態下工作，除承受較高溫度和壓力外，還受到沖擊，疲勞載荷及水和氣的腐蝕，工作條件較差。如果鍋爐在使用過程中發生破壞性事故，將會造成嚴重的損失。因此鍋爐鋼板必須具有良好的物理性能、力學性能和可加工性，并在材料標準的技術條款中給予嚴格的規定，以滿足其使用中的安全。

從材料上來分，鍋爐鋼板可分為專用碳素鋼板和低合金耐熱鋼板兩類。鍋爐鋼板所用的材料對化學成分，特別是對磷、硫等有害元素和鉻、鎳、銅等殘余元素有嚴格的控制；冶煉時還應進行良好的脫氧和去除非金屬夾雜物，以保證良好的塑性和韌性；組織結構要求均勻，晶粒度控制在一定范圍內（通常希望晶粒度在3～7級之間）；對表面質量和內部缺陷也有嚴格的要求；此外常溫和高溫力學性能必須保證。在GB713-1997《鍋爐用鋼板》標準中明確規定應采用爐外精煉方法冶煉鍋爐用鋼。

根據工作條件不同，鍋爐鋼板又可分為制造室溫及中溫承壓部件鋼板和制造高溫承壓部件鋼板兩大類。

室溫及中溫（蠕變溫度以下）用鍋爐鋼板，大多采用碳素鋼，包括碳鋼、碳錳鋼、碳錳硅鋼等，即GB713-1997《鍋爐用鋼板》中的20g、22Mng、16Mng、19Mng鋼，以及ASME SA-515/SA-515M《中高溫壓力容器用碳鋼板》、SA-299/SA-299M《壓力容器用碳錳硅鋼板》等。主要用于制造鍋爐的鍋筒、中溫以下集箱端蓋等承壓部件。要求其應具有較高的室溫強度；良好的沖擊韌性和較低的缺口敏感性；由于鍋筒等部件在加工時需要大量的冷變形，因此還要具有良好的時效韌性；另外還要具備良好的加工工藝性和焊接性能；以及良好的低倍組織等。

高溫（蠕變溫度以上）用鍋爐鋼板，一般采用低合金耐熱鋼，常用有鉻鉬鋼、鉻鉬釩鋼、鉻鉬鎢鋼等。例如GB713-1997《鍋爐用鋼板》中的15CrMog、12Cr1MoVg，以及ASME SA-387/SA387-M《壓力容器用鉻-鉬合金鋼板》中的Gr22、Gr91和ASME SA-1017/SA1017-M《壓力容器用鉻-鉬-鎢合金鋼板》中的Gr23、Gr911、Gr122鋼等。主要是用以制造高溫集箱封頭端蓋、蒸汽管道堵板等高溫承壓部件。要求其必須具有足夠的高溫持久強度和持久塑性；良好的高溫組織穩定性；良好的高溫抗氧化性（耐熱性）；以及良好的冷熱加工工藝性（主要指冷彎變形和可焊接性）等。

用于室溫及中溫（蠕變溫度以下）的碳錳系列鍋爐鋼板，GB713共收納了5個牌號，可以滿足亞臨界以下火電機組鍋爐中汽包鍋筒、水冷壁集箱端蓋、以及低溫過熱器和省煤器集箱端蓋、支吊架等零部件的需要。用于高溫（蠕變溫度以上）的鉻鉬系列鍋爐鋼板，GB713-1997中牌號只有2個。其中15CrMog最高使用溫度為550℃，12Cr1MoVg最高使用溫度為565℃。而目前超臨界火電機組鍋爐中的高溫過熱器和再熱器集箱等部件的金屬壁溫已經達到600℃以上，預計標準修訂過程中將考慮把ASME標準中那些可以使用在600℃及以上的材料SA-387Gr22/22L、SA-387Gr91、SA-387Gr911、SA-1017Gr122等，納入我國的鍋爐用鋼板標準，以適應超臨界火電機組鍋爐技術的發展，提升我國冶金和機電產品的整體水平。

GB713-1997《鍋爐用鋼板》標準規定：對厚度大于20mm的鋼板可進行高溫拉伸試驗，試驗溫度從200℃～450℃與高溫規定殘余伸長應力的最小值也有一定的要求，針對產品質量邁出了更高的一步。

2．鍋爐鋼管標準

鋼管標準在一定程度上發揮了技術導向作用，引導了鋼管制造業資金流動方向和市場取向，使其技術和產品較好地滿足了我國經濟和產業結構調整目標的實現。我國制定的大部分鋼管標準通常是規定了產品品種、規格技術要求、質量性能指標、試驗檢驗方法、判定規則等內容，是產品合格與否的依據，是產品能否獲得市場準入的關鍵。

我國的鋼管標準體系分基礎標準：一是GB/T2102標準，該標準規定了包括無縫鋼管、焊接鋼管的驗收、包裝、標志和質量證明書的內容；二是GB/T 17395標準，該標準規定了無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差等內容、適用于各個與鋼管有關的各個領域的一般規定，具有普遍的實際應用意義。鋼管標準體系還分為：無縫鋼管、焊接鋼管及特殊形狀、特殊工藝制造的鋼管主要產品制造方法、技術質量指標要求等標準，對指導組織鋼管生產、加工、利用具有一定的指導意義。另外與產品標準質量關聯的標準有：反映鋼管產品制造和質量性能相關的試驗方法的各種測試方法標準，其中力學性能測定有：金屬管拉伸、高溫拉伸、管環拉伸、沖擊等4項，包括GB/T228、GB/T229、GB/T4338、GB/T17104標準；工藝性能試驗有：金屬管液壓試驗、擴口試驗方法、彎曲試驗方法、卷邊試驗方法、壓扁試驗方法等5項，包括GB/T241、GB/T242、GB/T244、GB/T245、GB/T246標準；無損探傷檢測有：鋼管超聲波探傷檢驗方法、渦流探傷檢驗方法、漏磁探傷檢驗方法以及用于確認焊接水壓密實性的超聲波探傷檢驗方法等4項，包括GB/T5777、GB/T7735、GB/T12606、GB/T18256標準。

我國鍋爐壓力容器鋼管標準近年正在陸續修訂。GB5310高壓鍋爐管標準已于95年修訂完成。95年新版和85年舊版相比，刪除用戶很少使用或鋼廠并未真正組織批量生產過的鋼種，而增加了20MnG(SA-210 A1)，25MnG(SA-210C)，20MoG(SA-209T1a)，12CrMoG(SA-213 T2)，12Cr2MoG(SA-213T22)，10Cr9Mo1VNb(SA-213T91)等6種新的碳鋼管和鐵素體管，還有1Cr18Ni9(SA-213 TP304H)，1Cr19Ni11Nb(SA-213 TP347H)兩種奧氏體鋼管子。這8種鋼管材料原本都是引進技術考核機組上原設計所用的ASME材料。GB5310-95代表了我國材料標準與國際接軌的方向。

在GB5310-95標準中還強制要求對成品鋼管進行超聲波和渦流兩種無損探傷檢驗方法，從而保證鋼管質量達到設計要求。

3．不銹鋼管標準

火電機組三大主機之一的鍋爐中的過熱器與再熱器部件，是承受工作環境最為惡劣的受熱部件，面臨高溫高壓水蒸汽氧化、高溫煙氣中煤粉顆粒的腐蝕，所以也是對材料要求最高的部件。在選用材料上，既要考慮材料的高溫性能，又要考慮材料的工藝性和綜合經濟性。

過熱器與再熱器所用的管子材料，其蠕變強度必須足夠高，在其運行的壓力與溫度范圍內，有充足的安全裕度，同時還要考慮管子對蒸氣側和煙氣側的抗氧化與抗腐蝕的要求。當鍋爐內熱交換管的金屬溫度在620℃以上時，一般選用奧氏體不銹鋼管。奧氏體不銹鋼管主要應用在過熱器/再熱器管的出口段。在這一管段，除了蠕變強度外，抗蒸汽氧化和煙氣腐蝕成為重要考慮的因素。

目前有關鍋爐用的奧氏體不銹鋼管的標準主要有兩個，即GB5310-96《高壓鍋爐無縫鋼管》和GB/T13296-91《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》。

GB5310-95《高壓鍋爐無縫鋼管》中列入了兩個奧氏體不銹鋼管牌號，它們是1Cr18Ni9和1Cr18Ni11Nb，相當于美國ASMESA213中的TP304和TP347級別。TP304容易被敏化的缺點，已經逐漸被鍋爐行業排除出主力鋼種之列。在SA213標準中，有TP347、TP347H和TP347HFG等多個級別，它們使用的條件不一樣，而GB5310-96《高壓鍋爐無縫鋼管》沒有給出具體的說明，因此，2004年對GB/T13296《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》的內容修訂中納入了GB5310-95中不銹鋼鋼種和牌號，并規定了高溫性能等要求，使其名稱和內容上均成為鍋爐用奧氏體不銹鋼管的專用標準，使產品質量也達到鍋爐行業的要求。

四．檢驗標準與安全

一般來說，工程上常用的結構鋼均會產生冷脆斷裂現象，即當環境溫度低于某一溫度TK時，材料將轉變為脆性狀態，這種現象稱為冷脆。

由于冷脆而造成的船舶、橋梁、化工儲罐、鍋爐、儲水裝置等大型結構的脆性斷裂事故，曾在世界各國多次發生，造成了巨大的損失。尤其是今天，愈來愈多的人們感覺到了金屬材料的冷脆性對機械構件影響的重要性，例如有些電廠用戶特別強調用于鍋爐汽包等部件上的特厚鍋爐鋼板的冷脆轉變溫度問題。因此認識鋼的冷脆斷裂原因和影響冷脆轉變的因素，掌握冷脆轉變溫度的評定方法和正確理解其含義，具有非常大的意義。

1.影響材料冷脆轉變的因素

促使材料冷脆轉變和脆化的主要因素是溫度，隨著溫度的降低，材料的脆斷傾向增加。

其次，材料尺寸增大，韌性下降，冷脆轉變溫度提高。這是因為材料的尺寸愈大，內部出現缺陷的幾率愈大，內部裂紋等缺陷的前緣三向拉應力狀態加劇，促使材料發生脆性斷裂的傾向加大。對鋼板來說，板厚的增加容易出現平面應變狀態，使脆斷抗力下降而發生脆性斷裂。

鍋爐中的汽包部件，采用特厚鋼板加工制造。特厚鋼板相對于相同材質的普通中、薄板來說，更容易產生脆性斷裂傾向。一旦發生上述情況，勢必影響到汽包的運輸、安裝、檢修、水壓等。例如安裝或檢修后水壓試驗的用水溫度，規定應不低于大氣的露點溫度，并應高于所用鋼種的脆性轉變溫度。這些問題使得現在有許多電廠用戶要求鍋爐制造商提供汽包用特厚鋼板的冷脆轉變溫度。

另外，還要考慮材料缺陷的影響，當材料內部存在裂紋等缺陷時，缺陷處的裂紋愈尖銳，應力集中愈嚴重，冷脆轉變溫度也愈高。在實驗室中是采用缺口試樣來模擬材料的缺陷，缺口的作用就是保證在缺口附近造成應力集中，使塑性變形局限在缺口附近不大的體積范圍內，并保證在缺口處發生破斷。

2．冷脆轉變的評定 材料在溫度變化時的冷脆轉變趨勢，可以通過測定其冷脆轉變溫度來進行評定。工程上常用的結構鋼均會產生冷脆斷裂現象，在特定的使用條件下，要求選擇的材料必須具有較高的低溫韌性和較低的冷脆轉變溫度。因此測定材料的冷脆轉變溫度非常重要。

實驗室中有許多測定材料冷脆轉變溫度的方法。我國有一些相關的國家標準規定，國際上例如美國ASTM標準等，也有相關的規定。表2所示是常用的一些冷脆轉變溫度測定的試驗方法，其中應用比較廣泛的有沖擊試驗斷口形貌法和落錘試驗法等。

表2 常用測定材料冷脆轉變溫度的試驗方法

試驗方法

能量準則法

沖擊試驗 斷口形貌法

膨脹法 落錘試驗 落錘試驗法 落錘撕裂試驗

標記 ETTn FATTn LETT NDT SA%

從表2可以看出：GB/T229《金屬夏比缺口沖擊試驗方法》、GB/T12778《金屬夏比沖擊斷口測定法》、GB/T6803《鐵素體鋼的無塑性轉變溫度落錘試驗方法》等標準均采用不同試驗方法測定材料冷脆轉變溫度。實踐證明冷脆轉變溫度的高低，往往反映出常規檢測手段所檢測不出的內在質量問題。因為冷脆轉變溫度隨材料的化學成分、微量元素、冶煉工藝、鍛造工藝、熱處理工藝、金相組織等各種因素的變化而變化。任何一個環節上的失誤都會導致冷脆轉變溫度的明顯變化。鍋爐鋼板冷脆轉變溫度的高低是隨材料的化學成分、微量元素、冶煉、鍛造、熱處理、金相組織等各種因素的變化而變化的，它是一個幫助分析、判斷材料的工藝和質量水平的有效方法。另外，當鍋爐運行一段時間后，通過材料的冷脆轉變溫度的變化情況，還可以幫助預測鍋爐的運行壽命。因此在GB713當中，應將落錘試驗或系列沖擊試驗，以及鉻鉬鋼的硬度試驗等作為協議條款給出，方便用戶在不同的使用條件下進行選擇。

評定材料冷脆轉變溫度的許多方法中，有些方法比較容易實現，過程也并不復雜（如沖擊試驗的斷口形貌法FATTn等）。如果我們能夠熟練掌握材料的冷脆轉變溫度的評定方法，正確理解它們的含義，一方面可以使我們更加全面地掌握所使用材料的性能，另一方面又可以滿足用戶的特殊要求，同時還可以提升我們的產品質量與技術水平。

五、結束語

二十一世紀初期，世界發電行業在發展進程中所面臨的幾個技術熱點，即：①大型燃煤蒸汽輪機電站將普遍采用超臨界技術；②燃用天然氣或液體燃料的“燃氣—蒸汽”聯合循環發電技術將被廣泛應用；③燃煤的“燃氣-蒸汽”聯合循環發電技術趨于成熟，并在一定范圍內獲得商業應用；④某些新能源和再生能源發電技術走向商業化；⑤獨立發電站（IPP）的興起和擴大使用。這些技術進步將改變世界發電行業的格局。“高效、潔凈、經濟、可靠、安全”的方針將得到更全面的體現。

鍋爐壓力容器標準的技術內容綜合體現了鍋爐壓力容器行業的技術水平和管理水平，不僅影響產品質量及其

試驗標準

金屬夏比缺口沖擊試驗方法 GB/T229 金屬夏比沖擊斷口測定法 GB/T12778 鐵素體鋼的無塑性轉變溫度 GB/T6803

ASTM E208 落錘試驗方法

鐵素體鋼落錘撕裂試驗方法 GB/T8363 安全性，而且對產品的經濟性和市場競爭力也有重要影響。

我國的鍋爐壓力容器標準在技術內容上既參照了國外先進國家標準的相應要求，也考慮了國內鍋爐壓力容器行業各生產環節的現狀，基本上能夠滿足全行業的需要，并根據標準所提出的相關技術要求，監督和控制鍋爐壓力容器產品的設計、制造和檢驗等各個環節，以保障其產品質量和生產及使用安全。因此，鍋爐壓力容器標準與安全監察行政管理部門頒布的安全監察法規應同步實施，二者相輔相成，構成我國完整的鍋爐壓力容器產品質量標準體系和鍋爐壓力容器安全監察法規體系，為我國的鍋爐壓力容器產品走向國際市場奠定基礎！

第三篇：造船基礎知識

造船基礎知識－－船舶舾裝與模塊化（轉載）

前一段有海軍迷老是圍繞造船技術提出種種疑問，特別是隨著新艦下水，對我們造船技術的進展有了濃厚興趣，這里我就在網上查了查相關資料，給大家順便說說．

從定義上講，船舶是指能航行或停泊于水域進行運輸或作業工具。船舶在國防、國民經濟和海洋開發等方面都占有十分重要的地位。船舶主要技術特征有船舶排水量、船舶主尺度、船體系數、艙容和登記噸位、船體型線圖、船舶總布臵圖、船體結構圖、主要技術裝備的規格等；表明船舶主要性能的指標有浮性、穩性、抗沉性、快速性、耐波性、操縱性和經濟性等。船舶是由許多部分構成的，按各部分的作用和用途，可綜合歸納為船體、船舶動力裝臵、船舶舾裝等三大部分。可以看出船舶舾裝在船舶中占相當大的比重。

造船技術是一門古老的技術，一直發展到現在，長盛不衰,充分體現人類征服自然改造自然的聰明才智,也最能反映一個國家整體的工業實力．我國在古代就是這方面的先驅，特別是我們率先發明了羅盤針，使我們乃至世界造船和航海技術突飛猛進，并在明朝由鄭和率領遠洋船隊多次周游列國．可惜的是，后來我們反而開始固步自封，把造船和航海技術推向極致的還是西洋人，直到現在也是這樣．然而由于造船業也是屬于勞動

密集型產業，當代造船中心就逐漸轉移到了東亞地區，包括日本，韓國，中國和我們的臺灣地區．其中造船技術上還是日本第一，當然美國和西歐各國也還是有自己的絕活的．

現代造船技術，從造船的具體過程來說，通常采用船臺建造或者船塢建造，整個工程分為不同的幾個階段：

準備階段（包括放樣,切割，加工），分段建造，總段船臺／塢建造階段，下水，舾裝，海試，交船．涉及到船舶建造工藝，船舶舾裝與機電設備安裝兩個重要學科。這里需要強調的是船舶舾裝主要包括船裝，機裝，電裝等系統及相關的管路，動力與控制裝臵的安裝，例如包括艙室內裝結構(內壁、天花板、地板等)、家具和生活設施(炊事、衛生等)、涂裝和油漆、門窗、梯和欄桿、桅桿、艙口蓋等．舾裝作業面廣，工程量大，舾裝工程量通常占船舶建造總工程量的50%到60%，對復雜船型甚至更高．

為了減少船臺／塢的占用周期，提高勞動效率，現在通常采用預舾裝的辦法．所謂預舾裝就是將傳統的碼頭, 船內的舾裝作業提前到分段，總段上船臺(船塢)前進行的一種舾裝方法．預舾裝是在船體分段上船臺(船塢)前將舾裝件采用單元化預先組裝．采用分段預裝和總段預裝的方法使得可以在地面上進行平行的分散作業，從而使高空作業平地做，外場作業內場做，仰裝作業俯位做，減少了碼頭，船內多工種的混合作業．預舾裝改善了作業條件，減少了勞動強度，提高了工作效率，大大減少了建造周期．

目前比較流行的,也是當前大家老是強調的模塊化造船方法，其實具有125年歷史的著名德國Blohm+Voss公司早在上個世紀七十年代初就開始開發模塊化這一先進的艦船建造方法．多少年來，模塊化造船方法得到了深入的研究和廣泛的應用．從艦船總體到主機推進系統，全船控制系統，自動化系統，武器裝備，機電裝臵，舾裝設備紛紛采用了模塊化技術，尤以居住艙室，機電裝臵，自動化系統及武器裝備方面的模塊化發展最快，效果更佳。而且這種思想也被移植到其他制造業。更為形象地講，就好象現在的電腦配件，有了接口，按照說明書采用正確方法直接插入適當位臵就可以了，大大簡化了作業和裝配難度。

國外造船先進國家，舾裝單元已采用標準化，模塊化。通過機電設備模塊化，標準化和過程簡單化，減少船舶設計，生產，采購等整個壽命期運行以及保障方面所需的時間和復雜性降低船舶建造和服役期內的總成本。這里所說的標準化，是指舾裝設備，甚至分段都具有成批生產的同樣規格的設計，通過大批量生產可以進一步降低成本，提高裝配作業的效率，當然具體實施起來還有一定的難度，也是造船技術的發展方向之一。

美國，英國，前蘇聯，德國，日本，法國，挪威，丹麥，荷蘭等眾多工業化國家在標準化，模塊化造船應用方面都取得了引人注目的成就，并且呈不斷發展的趨勢，模塊化技術的研究和應用正在導致艦船設計思想，建造流程，維修管理方法上的重大變革，可以說有革命意義。美國海軍已提出，未來的艦船將使用由標準組件組成的模塊來設計和建造．在民船領域，模塊化建造將能充分發揮標準化和通用化的優勢，可使技術復雜，批量小的船舶建造取得更大的效益．模塊化建造方式有可能成為未來造船業的方向．

相比之下，我們在標準化，模塊化造船技術這方面的努力還十分緩慢，比較日本和其他先進國家造船業船臺船塢建造周期還是過長，雖然在新船的建造上已經初步有了體現，還需要奮起直追．

最后還要說明一點，船舶設計中模塊化設計的思想和模塊化造船技術是兩回事，屬于不同的概念，不能混為一談。

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第四篇：建筑業用鋼現狀和發展趨勢分析

建筑業用鋼現狀和發展趨勢分析

建筑業是我國國民經濟建設中重要產業之一，近年來，我國建筑業發展十分迅速，每年的房屋施工面積在15億平方米以上，農村及其他個人建房約30億平方米。隨著我國國民經濟和第三產業的發展，人民生活水平的提高和國家安居工程的實施，預計今后幾年我國城鎮住宅建設每年在16億平方米以上，農村及其他個人住宅建設每年在60億平方米以上，賓館、飯店、寫字樓、商店及其他公用建設等每年約2億平方米左右，工業廠房及其他建筑約6億平方米左右。與此同時，新建筑物裝修的工程量急劇增加，老建筑物翻新周期明顯縮短，裝修材料也向豪華、實用方向發展。我國建筑裝飾投資占建筑工程總投資的比例，已從20世紀80年代的20%左右提高到現在的40%-50%，增長勢頭相當強勁。

我國建筑業用鋼現狀

我國建筑用鋼的主要用戶是民用房施工單位、基礎設施建設單位和工業廠房。民用房地產施工單位是建筑用鋼的最大用戶，其用鋼量約占建筑鋼材總消費量的60%以上，基礎設施建設單位一般為國有大型企業，其用鋼量占總消費量的20%，工業廠房也是建筑用鋼重要消費客戶，其消費量占總消費量的15%左右。

從建筑用鋼的發展歷史來看，1980年以前，我國采取限制用鋼政策，房屋建筑以磚混結構為主，輔以鋼筋混凝土結構，提倡以其他材料代替鋼材，盡量節約用鋼；上世紀80年代后期到90年代初期，采取合理用鋼政策，大量建筑、尤其是大量公共建筑，采用現澆混凝土樓板，提高了建筑結構的抗震性能和工程的整體質量；90年代后期到現在，建筑用鋼的品種和數量均有較大提高，采取鼓勵合理用鋼的政策，限制建造磚混結構建筑，鋼筋混凝土建筑在這一時期得到了快速發展。

建筑用鋼是我國鋼材消費的最主要行業之一，年產量和消費量一般占鋼材總產量和消費量的比重在55%左右。我國正處于工業化時期，固定資產投資較高，基礎設施規模較大，同時我國城鎮化水平不斷提高，對建筑用鋼材的需求量較大。據統計，2004年我國建筑用鋼材總消費量15180萬噸，占鋼材總消費量的55%。從品種結構看，以螺紋鋼筋與線材為主，其中螺紋鋼筋消費量6500萬噸，占建筑用鋼的43%，線材消費量4350萬噸，占建筑用鋼的29%，薄板消費量1800萬噸，占建筑用鋼的12%。

從建筑用鋼的供需情況來看，由于建筑用鋼技術含量低、準入門檻低、見效快等特點，因此建筑用鋼已成為近年國有中小型鋼鐵企業和民營企業的主要建設項目。同時，由于近兩年來國內建筑用鋼需求量增長迅速，導致建筑用鋼的需求量增長較快，許多民間資本紛紛進入建筑鋼材領域，國內建筑用鋼生產能力增長迅速，現在國內的建筑用鋼材已經處于供過于求的局面，螺紋鋼筋價格已從2004年初的平均3600元/噸降至現在的2900元/噸，降價幅度較大，多數企業已處于微利或虧損狀態；建筑用中厚板、熱軋薄板產品近期國內生產量較大，價格跌幅較大，中國鋼鐵工業協會近期已召開關于降產、保價、穩定市場的座談會。另外，由于建筑用鋼屬于低附加值、高能耗、高污染產品，銷售半徑較小，產品基本不考慮進出口，立足于國內生產，國內消費。

建筑業用鋼發展趨勢

預測到2010年，我國建筑用鋼材總消費量約19000萬噸，占鋼材總消費量的53%，其中螺紋鋼筋消費量7200萬噸，占建筑用鋼的38%；線材消費量5200萬噸，占建筑用鋼的27%；薄板消費量2400萬噸，占建筑用鋼的13%。從國內生產消費平衡看，生產規模已完全可以滿足國內市場需要。另外，國內一些鋼鐵企業與一些鋼鐵系統外企業還在繼續建設建筑用鋼材，未來市場競爭激烈，競爭的焦點為品種、質量、成本及價格，在品種上重點開發使用高強度鋼、耐候鋼等品種。

目前，國家大力發展節能省地型住宅和建筑，并強調緩解我國能源與經濟社會發展的矛盾，必須立足國內，提高能源利用效率。建筑節能舉足輕重，刻不容緩。同樣，建筑節能在鋼鐵業和鋼材流通業引起高度重視。國家發改委新公布的產業政策，要求鋼鐵工業加快產品結構調整、提高鋼材使用效率、樹立節約使用鋼材意識，把提高鋼材強度、減少鋼材使用量、鋼材資源綜合利用放在重要位置。

目前，在國內鋼筋的生產消費中，高強度鋼筋正處于大力推廣應用階段，已從大量使用低強度鋼筋，逐步向高強度鋼筋方向發展。2004年國內高強度鋼筋生產量850萬噸，消費量達到800萬噸，占鋼筋總消費量的12%。2005年，從國內各鋼筋生產企業的生產情況看，高強度鋼筋的生產量呈顯著增長趨勢，部分企業的生產量已占其總生產量的50%左右。盡管近年高強度鋼筋在國內的推廣應用有了長足進步，但與國外發達國家相比，還存在很大差距。在美、英、目、德、俄等歐美及東南亞國家已普遍采用了Ⅲ級鋼筋，很少使用Ⅱ級鋼筋，有的國家早已淘汰Ⅱ級鋼筋，即使使用也只是作為配筋，主筋均采用400MPa級和500MPa級鋼筋，有的強度等級甚至達到700MPa級。今后，隨著國家固定資產投資持續保持高速增長，國內高層建筑建設的不斷增多，為確保建筑的安全，在結構設計中對鋼筋強度的要求不斷提高，將會進一步促進Ⅲ級鋼筋市場的發展與壯大。HRB400Ⅲ級鋼筋作為HRB335II級鋼筋的升級換代產品，是國家目前推廣使用的產品，根據國家發展規劃，未來HRB400Ⅲ級鋼筋使用量達到鋼筋總用量的80%左右。

耐火耐侯鋼具有與普通建筑用鋼相當的室溫力學性能、焊接性能以及其他性能，在一般氣候條件下可裸露使用，也可提高涂裝性，涂在耐火耐候鋼上的涂層的失效年限遠長于普通鋼。耐火性要求在600攝氏度時，屈服強度下降不大于規定的室溫屈服強度標準的1/3，這是火災時保證建筑安全性的一個重要指標，而普通鋼至多在350%時保持這一強度值。使用耐火耐候鋼可比可以減少防火涂料和防火包覆的使用，從而減少污染、縮短工期、降低成本、減少或不必進行防腐維護、節約維護工本、鋼材厚度可減薄，節約綜合成本20%以上，是一種具有綠色環保、可持續發展的經濟類鋼材。目前耐火耐候鋼已開始應用于國內一些耐火耐候等級高的大型廠房、民居、商務樓等建筑鋼結構，耐火耐候鋼在我國的住宅建筑行業具有廣闊的發展空間。國內武鋼、攀鋼等企業已在逐步開發生產耐候鋼。

第五篇：2013年汽車用鋼論壇總結

汽車輕量化材料迎接新挑戰

2013-12-18 10:40來源: 中國質量報

“2013年是汽車關鍵輕量化技術開發與整車的集成應用項目執行期的最后1年，一些汽車輕量化的關鍵技術有望進行推廣應用。”日前，國家汽車輕量化技術創新戰略聯盟，召開了國家“十二五”科技支撐計劃“汽車關鍵輕量化技術開發與整車的集成應用”項目推進會。與會人士透露，目前，我國已基本突破車身輕量化設計技術與評價方法、超高強度鋼零件沖壓熱成形技術、高強度鋼零件先進成形技術、纖維增強塑料模塊化設計與應用技術、形變鋁合金零件開發和以整車減重為目標的多種輕量化技術集成應用等汽車輕量化關鍵技術。

新型材料不斷涌現

國家汽車輕量化技術創新戰略聯盟副秘書長王智文認為，汽車并不是車越重越安全。即使汽車上使用很輕的材料，如果采取高強度的加工工藝，也能達到彈性非常好的效果，也就越安全。近幾十年，汽車用鋼板越來越薄，鋼材強度和耐腐蝕性能也大幅增強。汽車的車身都是由不同強度的鋼板拼焊在一起的，不同強度等級的鋼板用于受力環境不同的位置。出于安全性考慮，一些受力條件比較苛刻，又不能使用粗厚鋼板的位置(如防撞梁和一些加強部位)大都使用高強度的鋼材。

但材料強度提高后，也帶來了一些問題，主要就是加工難度變大。一般轎車都是采用沖壓的方法制造，即用模具擠壓材料成型。車用鋼板強度增強就對沖壓工藝提出了更高的要求，而且現在深沖部件很多，材料容易出現裂紋和折皺。為了避免上述情況發生，廠商都要研究沖壓時鋼板的變形情況以防止沖壓時鋼板發生撕裂。但鋼板強度越好越難沖壓的矛盾始終存在。

為了從根本上解決高強度鋼的沖壓問題，一種新型鋼材被應用于汽車車身的生產。這種鋼材的基質是比較柔軟、韌性好的鐵素體，其中鑲嵌了硬度好的馬氏體，在沖壓時比較容易成型，成型后又具有相當的強度。因此，這種新型汽車用鋼將會使汽車更加安全。

目前，車用鋼板的厚度已經降到了0.6mm。分析師羅百輝表示，這可能已經到了鋼板厚度的極限，鋼板再薄就算其自身強度再高，也失去了很多材料本身的結構穩定性。現在車用鋼板受到新材料的挑戰越來越大。鐵的原子量決定了其密度無法改變，通過減薄來減重的道路似乎也走到了盡頭。

據了解，國家汽車輕量化技術創新戰略聯盟正在與長安汽車（000625）集團合作，共同研發和推廣“以鋁代鋼”的引擎蓋。王智文介紹，這項研究是出于在發生事故時保護行人安全的考量。因為在引擎蓋等部分應用鋁合金可以減輕撞擊對人身造成的二次傷害。鋁板的重量雖然大約為鋼板的1/3，但其可吸收的碰撞能量卻是鋼板的兩倍。鋁合金在遭遇撞擊時的安全系數更高，因為其材質有非常好的吸能作用。現在鋁合金正逐漸在高端車上被廣泛采用，全鋁的SUV已經出現，用鋁做車頭結構的高端車也正在被業內所效仿。

對于一些鋼鐵企業而言，汽車用鋼占到目前產品銷量的1/3左右。為保證其汽車用鋼的市場，應對新材料的沖擊，許多鋼鐵企業正積極和汽車企業合作開發新一代輕量化高強度鋼，期望能夠與鋁合金、塑料、碳纖維復合材料相抗衡。

復合材料仍需時日

據美國化學工業學會的資料顯示，目前汽車塑料零部件的重量總和還不及汽車總重量的1/10，因此，可以擴展應用的空間還非常廣闊。復合材料唯一的缺點就是阻燃性差，但加入阻燃材料后能得到改善。近年來，為了提升市場競爭優勢，各車企紛紛研發并上馬采用了輕量化設計的車型。寶馬將于今年秋季量產BMWi3純電動汽車，這款汽車的最大特點是，外殼材料為塑料、底盤材料為鋁合金，與傳統同類車型相比，實現減重250千克～350千克。

本土車企中，長城汽車（601633）股份有限公司和奇瑞汽車股份有限公司是在這一研究領域走得最遠的兩家車企。奇瑞的A3CC雙門跑車前翼子板采用Noryl GTX樹脂制成。在2012年北京車展上，長城展出的哈弗E概念車的7個車窗組件，均采用拜耳模克隆聚碳酸酯制成，并配有大尺寸全景天窗。這是我國本土汽車制造商首次如此大范圍應用聚碳酸酯車窗。此外，除了家轎市場，卡車的輕量化也早已被提上議程。北汽福田已將其中型和重型卡車的保險杠從鋼材改為塑料材質，并在部分汽車零部件中啟用了玻纖增強塑料，還把部分鋼制發動機部件也更換為塑料部件。

但是，盡管目前國外整車企業在輕量化上已經日趨成熟，而我國本土車企還處于學習或者是追趕的階段。“這是因為國內復合材料工業還比較落后，尤其是高端材料完全被國外的一些化學廠商所壟斷控制，他們掌握材料的設計技術、分析技術和零部件的設計技術。由于高端材料例如高強度碳纖維材料，長期被國外技術壟斷導致產品成本居高不下，一些企業只能放棄高端材料在汽車上的使用。”中國不飽和聚酯樹脂行業協會副秘書長趙鴻漢說。

在不久前舉行的第二屆國際汽車輕量化創新材料與成型技術應用高峰論壇的間隙，海源機械（002529）高級工程師蔣鼎豐也曾經向媒體表示，其公司正在調研碳纖維汽車零部件整套裝備市場。“該裝備正式上市的時間還說不準，我們在技術上還需要做一些投入，還要找到市場的切入點，個人估計在2017、2018年出來。”他稱，世界上暫時還很少有企業能夠大批量生產碳纖維汽車零部件裝備，“寶馬也是剛剛開發”。此外，他表示，只有碳纖維材料能夠將汽車重量減輕50%～60%，而目前的材料只能將汽車重量減輕25%左右。

國內外高強度汽車板熱沖壓技術研究現狀

2013-12-18 10:45來源: 中國鋼材網

為適應汽車輕量化、降低燃油消耗、減少污染物排放和提高汽車碰撞安全性的要求，汽車用高強度鋼板的使用比重越來越大。

當前各大汽車廠生產車身及部件主要采用冷沖壓法，采用此法沖壓高強度汽車板時，沖壓過程中需要的沖壓力大且容易開裂，產生過量回彈。尤其是針對超高強度鋼板(抗拉強度≥550MPa)，沖壓時這兩項缺陷尤為突出。熱沖壓技術可以解決這兩個問題，同時可以使沖壓后的成品抗拉強度得到大幅度提高。

熱沖壓的關鍵工藝過程是加熱、沖壓、保壓和冷卻。加熱過程直接影響到高強度鋼板的沖壓性能。

熱沖壓的主要設備包括：加熱爐、上下料裝置、壓機、模具、切邊和沖空。

采用熱沖壓工藝后，尤其是轎車車身所用高強度或超高強度鋼板的厚度可以降低，同時由于部件的強度得到大幅度提高，車身上的加強板、加強筋可以大量減少，從而減少了車身的重量，同等條件下提高了車身的防撞安全性。由于采用熱加工工藝，鋼板的熱變形能力得到大幅提高，并且沖壓變形所需的壓力相對降低，一般而言熱沖壓軋機的噸位800t就可以滿足生產要求。在熱狀態下沖壓，也降低了回彈的程度，基本沒什么回彈。

相對冷沖壓而言，熱沖壓也有不足之處。由于需要加熱爐對鋼板進行前處理，增加了加熱設備及其能耗這一大環節。生產過程中由于需要加熱和保壓(淬火)，從而增加了生產時間，生產效率也因此降低。此外，由于熱沖壓成熟的技術設備，特別是熱沖壓壓機、模具、激光切割機以及全套設備的自動控制系統基本由國外公司掌控，技術封鎖嚴密，現階段設備投資大，一般的小型汽車廠難以承受。

目前，國內主要是同濟大學、哈爾濱工業大學、吉林大學、上海大眾汽車和奇瑞汽車、寶鋼研究院等相關研究單位在對熱沖壓技術、關鍵設備進行研究。國內大學研究高強度汽車板熱沖壓工藝取得成果較多的是同濟大學機械與材料學院，他們選用的是安賽樂生產的USIBOR1500高強度鋼板，采用熱模擬機和量身訂制的模具進行試驗研究。國內實驗研究表明：高強度汽車板熱沖壓加熱溫度為850～950℃為宜;模具在室溫下，即原始溫度10～50℃對熱沖壓成形沒有明顯影響;保壓時間一般為155～260s，冷卻速度一般≥21℃/s，淬火后零件溫度為200℃左右，冷卻水臨界經濟流速為0.7m/s。

國外對此工藝研究的比較早，由于技術封鎖，很難見到有實際意義的生產線的技術文獻和有關高強度汽車板熱沖壓生產實踐性資料，但國外尤其是歐洲已有設備生產企業能夠提供高強度汽車板熱沖壓生產線。如瑞典AP&T公司具備提供整套熱沖壓設備能力、德國舒勒公司能夠提供全套的鋼板熱沖壓設備，舒勒已向一家德國汽車制造廠提供6條全自動熱成形生產線，國內熱沖壓整套和部分設備都還沒有廠家能夠生產。

高強度汽車板熱沖壓技術主要用于生產轎車車身結構中對強度要求高的部件，如：門內側梁、柱，底板中央通道、車身縱梁和橫梁、門檻、保險杠等安全防撞件。這些部件的強度級別直接關系轎車的安全性能，尤其是國家提高了對汽車防撞級別的要求，這些部件的強度級別更是關系到整車的安全星級。研究顯示，德國大眾B6車型、沃爾沃XC90和C70、馬自達6采用了高強度硼鋼和熱沖壓成型工藝。國內某自主品牌汽車也在部分車型中采用了此項技術以提高碰撞安全級別。

超高強度鋼在汽車車身上的應用

2013-12-18 10:45來源: 汽車工藝與材料

目前，國內外很多新上市的車廣泛應用了先進高強度鋼，如雙相鋼、相變誘導塑性鋼、復相鋼及馬氏體鋼。有些采用了熱沖壓成形技術，抗拉強度大于1300MPa，大大提高了汽車車身的結構強度及能量吸收能力。

國內現在能夠方便地獲得冷沖壓超高強度板材并開發關聯模具。寶鋼已經開發出成熟的熱沖壓B1500HS系列板材，初步具備熱沖壓模具設計和制造能力。

到目前為止，對于高強度鋼板還沒有一個統一的定義。最常見的定義就是基于Volvo汽車公司和SSAB聯合發布的標準。根據這個標準，高強度鋼板的屈服強度應為340～600MPa，超高強度鋼飯的屈服強度應為600～800MPa，特高強度鋼板的屈服強度至少應為800MPa。

由于超高強度板具有高的加工硬化能力，其與成形性相同的普通鋼相比，具有很強的吸收能量能力，廣泛應用于結構梁類零件。這些梁類件除具有吸收能量的作用，還與其他零件進行搭接，形狀比較復雜。而單件的基準往往就是關聯的分總成的定位基準，對形位公差要求較高。

為了保證碰撞后的車內空間，要求結構梁類零件沒有變形或變形量很小，超高強度板恰好具有這樣的優點。典型的應用零件有前、后門左/右防撞桿（梁），前、后保險杠，A柱加強板，B柱加強板，C柱加強板，下邊板，地板中通道，車頂加強梁等。

要獲得超高強度的車身鈑金件有兩種方法：一種是采用冷沖壓;另一種是采用熱沖壓專用鋼板通過熱沖壓制成。超高強度板的冷沖壓與普通冷沖壓的工序差別不大，一般都有落料、拉深成形、沖孔切邊、折邊、整形等工序。模具有特殊的要求，主要體現在工作型面的材質、硬度和表面處理上。材質使用DC53、D2、SKDII等，采用PVD表面處理，硬度達到3300HV左右。同時，模具調試復雜、困難，周期長。一般采用油壓機生產，需要較長的保壓時間，產品的反彈、扭曲、起翹都比較嚴重。

熱沖壓與普通冷沖壓有較大的區別。熱沖壓是一種將含硼元素坯料加熱并轉移到成形工具中的工藝，成形和硬化一步完成，回火可以通過在壓力機中零件沖壓過程中自身的熱量完成，零件可以獲得超過1300MPa的抗拉強度和8%的伸長率。由于硬化過程中部件仍被固定在模具內，變形被控制在最小。熱沖壓一般有6道工序：剪板落料、熱沖壓、激光剪切和沖孔、噴丸除銹和涂防銹油，其中只有第二道工序熱沖壓使用模具。熱沖模與普通模具的區別也較大，內部要鉆空以布置復雜的冷卻水管，無拉延筋，工作型面的設計要考慮熱脹冷縮的影響，使用耐高溫的特殊模具鋼，作業中要求快速合模，上下模的閉合高度較低，模具強度、壽命普遍低于冷沖壓，生命周期一般在15萬～30萬件;另外，還需要加熱裝置、快速輸送裝置和冷卻水循環系統。

每一車身有4000～5000個焊點，電阻點焊是車身構造中最重要的，也是重復性較好的連接方法之一。超高強度板焊接時，需要較高的焊接力、較低的焊接電流、較長的熔核時間。在設計焊槍的幾何尺寸時，必須使焊接力有30%的富余量。盡可能選擇中頻變壓器，有利于焊珠形成，提高焊接質量。選擇硬度較高、導熱較好的Cr-Cu電極頭。合理設置焊接規范，一般一把焊槍需要焊幾個板組的多個焊點，需要通過多次試片焊接試驗，找到合適的交集。

電弧焊在汽車制造業的連接技術中仍是代表性的重要工藝，常用的是金屬惰性氣體焊（MIG）。在汽車制造中，焊縫破壞性檢驗是控制焊接質量的關鍵方法，需要通過控制焊接參數（包括金屬堆積、焊接電流、電流持續時間）來保證焊接有效。必須限制電流脈沖后的持續時間，保證焊縫中熱量足夠，并有自回火的時間。

為了開發制造輕量化和更安全的汽車，國內外汽車廠會越來越多地選擇使用超高強度鋼，這是一種趨勢。目前，國內自主品牌汽車還處于起步階段，國內的鋼廠、模具廠、焊接設備供應商還缺乏相關的經驗，雖然開發了沖壓成形工藝和焊接連接工藝，也摸索了部分經驗，但與國外大公司相比，還需做更多的工作。

材料集成設計 國內企業涉及較少

2013-05-06 16:14來源: 中國汽車咨詢中心網

中國汽車咨詢中心網報道 輕量化是目前汽車行業發展的大勢所趨，但要真正實現輕量化，在材料的應用方面會碰到的一些關于制造和設計方面的挑戰。通用汽車中國科學研究院的王建鋒經理介紹了輕量化的驅動和主要利用輕量化材料兩個比較簡單的解決方案，這對于國內車企具有一定的借鑒意義。

滾動阻力，最終都是跟質量有關，把輕量在幾大車的系統上進行分解以后，最后看到鋼主要是車身上有大部分，減重的途徑就是這么一些。最簡單的減重方案第一個就是直接材料替換，這能帶來多大的效果都是有比較成熟的理論，大概可以估算。比如跟安全零件相關的大概兩類，一類是要吸能，第二類是抗入侵。如果計算用一個強度更高的材料去取代一個強度更低的材料，在這兩類情況下最大能夠實現的減輕重量基本上是能夠估算出來的，比如用DP980取締DP600，如果這個零件主要用來吸能的話，單個最多你就能實現17%。

第二個就是集成設計，這一點目前在國內企業涉及較少。王建鋒例舉了菲亞特的例子，去年他們用Trip鋼做的一個保險杠。這個不是單個材料的替換，而是由于Trip鋼的材料有非常優異的成形型，可以設計很復雜的截面、抗彎曲大幅度增加，可以把原來的某個零件蓋掉只設計一個。類似這樣的輕量化方案是最有效的，但是這對于設計師、團隊的工程師是一個很大的挑戰，因為需要充分了解這個材料的性能，還得跳出原來設計中存在的那些框框，才能找到比較創新的途徑來實現減重。（文/實習生 邰悅 編輯/周凌云）

車輛每減少100公斤重量 百公里油耗降低0.5升

2013-05-06 16:17來源: 中國汽車咨詢中心網

中國汽車咨詢中心網報道 汽車輕量化的設計實際上對汽車來說是至關重要的，包含三個方面大的意義：一是對排放的貢獻量。目前車輛每減重100公斤二氧化碳排放量可能是在8.8。二是對油耗的貢獻。據統計來說每減重100公斤100公里的油耗降低0.3-0.5升。三是對整車性能的提升。包括動力性、操作穩定性、自動性能都有非常明顯的提升。

上海同捷科技股份有限公司的李思遠院長介紹了在汽車車身設計過程中經常會用到的兩種方法：第一種是輕量化系數方法。對比發現，實際上目前針對B級車這一塊來說，德系、日系和國產的這一系列輕量化系數其實差別不大。目前來看，日系在B級車系列來說，大致能做到4-6之間，德系的能做到3.6-4.04之間，而國內的基本上是在6左右。目前的主機廠已經對輕量化這一塊的要求逐步的在提高，也逐漸引起了各主機廠的重視。

第二種是在車身選擇上重量加權平均強度的測算法。這是一個初期的統計數據，就是質量和屈服曲線的一個比，在設計過程中車身部門是走在前面的，車身部門在選擇材料時可以根據一個簡單的公式對目前選材對整車級別的控制，可以對這個平均強度進行一個簡單的估算。因為整車輕量化包含的內容很多，很多系統都可以進行輕量化的設計，車身、底盤、動力、內飾都可以做輕量化設計。在這個過程中要考慮的包括結構設計、材料選擇、制造工藝選擇、裝備工藝選擇，最終作為主機廠來說企業更關心的是成本，選用高強度鋼未來最終帶來的就是控制成本。

事實上，輕量化設計并不等于降成本，因為很多主機廠提到的不是輕量化，實際上提到的是降成本，降成本很多人認為就應該是降材料、就應該是輕量化，把輕量化和降成本等同了，其實這個觀點是有一定問題的，就是輕量化并不等于降成，可能由于輕量化的設計導致成本的增加，但是會帶來整車系統的提升。（文/實習生 邰悅 編輯/周凌云）

高強度鋼在汽車輕量化上應用空間廣闊

2013-05-06 16:13來源: 中國汽車咨詢中心網

中國汽車咨詢中心網報道 汽車產量和保有量的增多，在帶動經濟發展和方便出行的同時，也產生了油耗、排放和安全問題。鑒于這三個問題，節能減排成為汽車行業發展趨勢。中國汽車工程研究院有限公司副總工程師馬鳴圖詳細介紹汽車輕量化和高強度鋼應用的研究進展。

汽車輕量化是解決節能環保的有效手段和方法。大量研究表明，75%的油耗與整車輕量有關，降低汽車輕量就可有效降低排放和油耗。汽車輕量被降低10%，油耗降低6-8%。輕量化，是指通過優化設計，合理選用新型材料，然后合理采用相關工藝、先進的制造工藝，綜合效果達到輕量化。2006年以來的歐洲車身會議的統計結果表明輕量化指數是一個有意義的表征參量。相對標桿車而言，這一參量可以更直觀的表征輕量化的效果。

高強度鋼在汽車輕量化上有重要作用，它使車身重量下降同時，質量保持不變，目前已在國內外車身里被大量應用。目前已有兩代成熟使用的高強度鋼，第一代指雙向鋼、Trip鋼到熱成形沖壓鋼；第二代是高錳鋼，投入銨錳15%以上的；第三代正在深入研究中。

在先進高強度鋼應用材料技術今后的研究重點包括材料的工藝性能（如熱沖壓成形、液壓成形）檢測、高強度鋼剪切邊緣對零部件碰撞開裂的影響、先進高強度鋼的清脆、先進高強度鋼的碰撞硬化性、高強度鋼或者先進高強度鋼的疲勞性等。

高強度鋼應用產生的問題：成形性怎么進一步改進，高強度鋼應用中回彈，成形模具的壽命需要提升，連接方法或點焊后的評價方法、評價產量、評價設備都需要有新的概念、新的設想。

最后馬教授還展望了與高強度鋼應用相關的工藝技術如熱沖壓成形、液壓成形、輥壓成形等的應用前景。汽車輕量化根本上是汽車安全功能的提升導致高強度鋼的應用，各類生產工藝全是圍繞著組織的控制和量的改變來達到保證汽車的安全和功能的目標。

TRIP鋼，即相變誘導塑性鋼（Transformation Induced Plasticity Steel），是通過相變誘導塑性效應而使鋼板中殘余奧氏體在塑性變形作用下誘發馬氏體形核，引入相變強化和塑性增長機制，提高鋼板的強度和韌性。TRIP鋼具有多相組織，既有軟相鐵素體，也有硬相貝氏體，還有亞穩定的殘余奧氏體，在變形過程中能逐步轉化成馬氏體。TRIP鋼組織決定了其優異的力學性能，因此TRIP鋼在具有高強度的同時還具有優異的塑性。鐵素體是軟相，在拉伸過程中能協調貝氏體的變形；貝氏體能提高TRIP鋼的強度；奧氏體在室溫拉伸時轉化成馬氏體，馬氏體相變產生應力松弛，使塑性增加。另外相變生成的馬氏體又能夠強化TRIP鋼，使TRIP鋼的強度提高。

TRIP鋼與其他同級別的高強度鋼相比，最大特點是兼具高強度和高延伸性能，可沖制較復雜的零件；還具有高碰撞吸收性能，一旦遭遇碰撞，會通過自身形變來吸收能量，而不向外傳遞。

常用作汽車的保險杠、汽車底盤等防撞部位

不增加成本的輕量化才是好的輕量化

2013-05-06 16:18來源: 中國汽車咨詢中心網

中國汽車咨詢中心網報道 從輕量化的設計路線來看有三個方面的工作需要進行：一是設計輕量化；二是材料輕量化；三是工藝輕量化。實際上很多汽車廠，包括這幾年汽車行業的競爭越來越激烈，每個廠都在做技術，因此在設計中成本、質量、輕量化都是主要的，這對設計人員提出比較高的要求，這三個方面一定要有機結合。

寶山鋼鐵股份有限公司的鮑平首席工程師總結了幾點在輕量化工作方面的經驗與認識。首先，輕量化工作需要一個零件一個零件地進行分析，要細化到0.1KG進行減重。一下子減10公斤，一鋤就挖一個井，這是不可能的。通過大量實驗了解到，現有的模具提高材料強度減低厚度，輕量化基本上可以做到3-5%。

輕量化還有一個約束條件，就是成本+性能，80%的輕量化可以降本，20%可能需要在成本和性能方面轉到平衡點。此外還一定要考慮到全生命周期，做輕量化的目的是為了減少二氧化碳排放，應該考慮從材料制造到零部件制造、到汽車制造、到汽車循環利用、汽車循環方面整個循環鏈里面二氧化碳的節能減排。鮑平認為，輕量化是設計出來的，不增加成本的輕量化才是好的輕量化。

最后，輕量化是一個系統工程，一定要讓鋼鐵廠家、材料供應商跟設計人員，加上模具制造商或者是零部件企業，三方面緊密結合在一起。目前中國有一個輕量化的技術聯盟，這個就是比較好的一種嘗試，這方面一定要加強材料和設計人員的聯合攻關，大家一起工作，加強信息的交流和技術方面的交流。

新材料價格過高 各車企望而卻步

2013-05-06 16:36來源: 中國汽車咨詢中心網

中國汽車咨詢中心網報道一般來說，超過屈服曲線200兆帕的鋼材稱為高強度鋼，而所謂的超高強度鋼，一般克拉強度超過1000兆帕以上，以其為材料的零部件在汽車行業中有不少運用。比如以超高強度鋼為材料通過激光拼焊一起進行沖壓成形的B柱，頂部是DP1000，底部是DP600，其強度比較大一點，能量吸收多一點，這樣能把車面的碰撞能量由底部來進行吸收。

對于新材料來說，成本問題永遠是其走向市場化的一道鴻溝。對此，本特勒中國有限公司亞太區車身結構和底盤技術總監王輝介紹了一些超高強度鋼在成本減少方面的技術。具體說來，就是怎樣把工藝里最后一道程序，也就是把后續手續省掉。熱沖壓很簡單，就是要一次性沖壓，這有一個鍍存的情況，氧化鎂去掉以后還有一個尺寸保證的問題。所以一般供應完了以后還有幾點，一個是激光切割，另一個是硬沖掉。這個在德國也試過，是可以沖掉的，但是最簡單的方法就是激光切割，但是激光切割的成本很貴，一般報價是由每毫米來計算，所以要盡量減少用激光切割的工藝，成本當然降下來了。比如B柱，要考慮到B柱的定位以及公差的要求，比如落料的時候公差保證在正負1毫米的情況下就不用了，沖壓成形時就可以一次成形。另外還有一些孔完全可以不用激光切割，可以在下料片時可以是橢圓形的，但如果沖壓以后就變成圓形了。這是節約成本一個很關鍵的要素，很多主機廠比如國內也是這樣，一個正負1毫米、2毫米的空間太大了。

“當然目前國外福特、大眾他們都這樣設計，為什么我們國家里面非得正負0.1毫米，這是沒必要的，你給我的空間大一點，成本一下就降下來了。”王輝如是說