技术话题

屈服强度?抗拉强度?相同强度凭啥你比我硬!

发布时间:2022-09-29

随着汽车越来越普及,国人对汽车的需求也愈发提高,单纯卖弄一些性能参数或是设计理念已经无法“撩”动国人的钱包,人们对于汽车安全性的考量更加重视。对此,不少汽车厂商抓住用户这一新增长的消费痛点,开始卖力宣传。于是乎,我们便看到有,高强度钢占比高达XX %;A柱、B柱及防撞梁强度达到XXXX Mpa等等抢眼数据。然后再结合车身结构分布图,各种颜色一通乱标,给人一种不明所以的感觉,按现在流行的话说“小样儿这还拿不下你”。

这充分利用了网友“懂,但又不完全懂”的心理。因为这里其实混淆了两个概念,即屈服强度和抗拉强度。也就是说厂商并没有明确说明,我所宣传的车身强度是指屈服强度还是抗拉强度。就跟一个男的在女生宿舍楼下大声喊“我爱你”,但他并没有明确谁的名字。这种海王行为,在汽车圈可并不少见。那么今天我就来跟大家聊聊这两强度的区别。

屈服强度又叫屈服应力,是指材料开始产生塑性变形时所施加的最小。这里需要注意的是“塑性变形”,它是指永久的且不可逆的变形。如果在移除施加的应力后而恢复其原始形状,那么这叫弹性变形。因此,屈服强度一般多应用在金属材料当中,简单来说就是“用多大的力能把金属弄弯”。

抗拉强度又可以叫极限强度,是指金属材料在拉断前所承受的最大应力值,也可以简单理解为“用多大的力把金属弄断”。


很显然,肯定是先有屈服强度才有抗拉强度。也就是说如果一个钢材的屈服强度是1000Mpa,那么其抗拉强度肯定在1000Mpa以上。同样,如果其抗拉强度为1000Mpa,那么其屈服强度则肯定在1000Mpa以下。这就是为什么,同样是1000Mpa,为什么别人会比你硬了。因为人家是1000Mpa屈服强度,而你是1000Mpa抗拉强度。

钢材强度等级为屈服强度

那么厂商在宣传白车身强度时应该用屈服强度还是抗拉强度呢?答案是屈服强度。因为在屈服强度范围内钢材都是弹性变形,而当超出屈服强度后,钢材就会很快发生塑性变形,这时的钢材就已经不能正常工作了。所以钢材的强度等级要用屈服强度来划分,而不能用抗拉强度来划分。因此,汽车用钢的“屈服强度”才是最值得我们重视的指标。

不过由于抗拉强度普遍数值上会更高一些,因此部分厂商更愿意用抗拉强度来进行宣传,甚至不提抗拉强度还是屈服强度,统称为车身强度来代替。而这对于那些用正常屈服强度来介绍的车企来说,就太不公平了。

关键部分抗拉强度更直观

当然,这里并不是说凡是使用抗拉强度宣传的车企都是不良厂商。实际上如果是在对车身关键部分的宣传时,抗拉强度比屈服强度更有参考意义。比如前后防撞梁,A柱、B柱等部分。


因为这些地方起到的是保护安全座舱的作用,在碰撞过程中将承受到绝大部分能量的冲击,如果发生断裂,那将对车内乘员带来巨大危险。因此,直接用抗拉强度标定会更为直观。以马自达为例,其早在2013年就为CX-5(北美版)开发使用了1800MPa的抗拉强度的保险杠。


这里顺便提一句,前防撞梁一般只会覆盖到车头的60~65%,而车头两侧是没有防撞横梁保护的,这也就是为什么大部分车辆在进行25%偏置碰撞中都表现不尽如人意的原因之一。

各国用钢标准并不统一

根据世界汽车用钢联盟(WorldAutoSteel)给出的定义,如今的汽车用钢已经历了三代更新。

第一代先进高强度钢 (AHSS)基于铁素体基体以提供基线延展性,并具有不同数量的其他微观结构成分,如马氏体、贝氏体和残余奥氏体,提供强度和额外的延展性。与相同强度水平的传统高强度钢相比,这些牌号具有增强的整体成型性。然而,由于微观结构组件之间的硬度差异很大,在某些应用中可能会出现局部成型性挑战。

第二代 AHSS 牌号基本上具有完全奥氏体微观结构,并依靠孪生变形机制来提高强度和延展性。奥氏体不锈钢具有相似的特性,因此它们有时也归入这一类别。第二代 AHSS 牌号通常是成本较高的牌号,因为生产它们需要复杂的轧机加工以及高合金化,后者会带来焊接挑战。

第三代AHSS是多相钢,旨在提高在拉伸、剪切边和/或弯曲试验中测量的可成形性。通常,这些钢依赖于贝氏体或马氏体基体中的残余奥氏体和潜在的一定量的铁素体和/或沉淀物,所有这些都以特定的比例和分布来发展这些增强的性能。


而对于高强度钢以及超高强度钢的等级划分,目前也没有一个统一标准,一些公司选择 980 MPa 作为“超”高强度开始的阈值,而其他公司则使用 1180 MPa 或 1270 MPa 的更高阈值。产品的生产者或用户之间没有普遍接受的定义。AHSS 和 UHSS 之间的区别仅在于术语——它们不是单独的产品。制造界为成型、连接或加工所采取的行动最终取决于钢种、厚度和机械性能。这些钢被称为“高级”还是“超高级”不影响其材料特性。


我国汽车工程学会把屈服强度大于210MPa小于550MPa(即抗拉强度大于270MPa小于700MPa)的钢称为高强度钢,屈服强度大于550MPa(即抗拉强度大于700Ma)的钢称为超高强度钢,其中热成形钢屈服度可以达到1000Mpa以上。屈服强度小于210MPa(抗拉强度小于270MPa)的钢称为低强度钢。可以看到我国对车身钢板强度的数值并不高。

推荐资讯

来自传统品牌的智能震撼 丰田的无人驾驶真的来了

吉利银河L6挑战三车高速连环追尾碰撞 动力电池仍可正常使用

拆解一台里程超过10万公里的瑞虎8 我竟发现了这多么秘密

比亚迪云辇系统发布 新能源专属智能车身控制系统

特斯拉秘密宏图第三篇章 将终结地球燃油时代