Avtomobil po'latining rivojlanishi va kelajagi: Qadimiy hunarmandchilikdan zamonaviy muhandislikgacha

Kirish: Avtomobil po'latining ahamiyati

Avtomobillarni yasash uchun po'latdan foydalanish avtomobillar hozirgi odamlar uchun asosiy sog'lqli fikrdir. Biroq, ko'plab avtomobil po'lati haqidagi tushuncha hali ham to'xtab qolgan past uglerodli po'latda. Ikkalasi ham po'lat bo'lsada, bugungi avtomobil po'lati o'ttiz yil avvalgisidan ancha kop yaxshiroq. O'tmish yillarda avtomobil po'lati bo'yicha tadqiqotlar katta yutuqlarga erishdi. Hozirgi avtomobil po'lat varaqalari yanada ingichkalashib boradi va shunday qilib ingichka , va po'latning mustahkamligi hamda korroziyaga chidamliligi yaxshilanган ko'p. Shu qadariki, stoq yangi materiallarning ta'siriga ko'ra, ko'plab po'lat korxonalar faol hamkorlik qilmoqda mashina kompaniyalar bilan engil, yuqori mustahkamlikka ega po'lat ishlab chiqarish uchun bu mumkin musobaqaga qatnashish uchun alyuminiy qotishmalar, plastik va uglerod tolali kompozitlar.

Temir va po'lat metallurgiya zavodi

1. Aniqlanmagan atama: "Yuqori mustahkamlikka ega po'lat"

Zamonaviy avtomobil bozorida ko'plab brendlar "yuqori mustahkamlikka ega po'latdan" foydalanganini da'vo qiladi, lekin ushbu atama birlamchi sanoat standartga ega emas. Po'lat texnologiyasi rivojlanib borishi bilan shu nishon bilan bog'liq mustahkamlik chegaralari ham o'zgarib boradi. Holat "Yangi", "Barcha yangi" yoki "Keyingi avlod" versiyasi deb bozorlashtirilayotgan avtomobillar modellariga o'xshaydi. Marketing bo'limlari 300 MPa dan yuqori bo'lgan po'tolni "yuqori mustahkamlikka ega po'lat" deb tasniflaydi, garchi ushbu guruhdagi turli po'latlar mustahkamlik jihatidan 100% farq qilishi mumkin.

Avtomobillar po'lati mavzusini izohlab berish uchun uning tarixiy rivojlanishini dastlab tushunish kerak.

Xitoydagi po'lat ishlab chiqarish rivojlanishi

Bronza dan Temirgacha: Xitoydagi ixtiro

Po'lat Xitoyda bahor va ko'k temmuz davri hamda Sog'diq davr (taxminan miloddan avvalgi 770-210-yillar)ga borib taqaladi. Shu vaqtning o'zida bronza asosiy metall bo'lib, uzoq muddatli vositalar yoki qurol tayyorlash uchun juda shikastlanuvchan edi. Qadimiy xitoy muhandislari bloomer jarayonidan foydalana boshlab yumshoq, blok shaklidagi temir ishlab chiqara boshladilar. Dastlabki temir vositalarning bronza ustidan cheklangan afzalliklari bo'lsa ham, keyingi metallurgiya sohasidagi ixtirotlarga asos soldi.

Xan sulolasi davridagi yutuqlar

Hon sulolasi davrida (miloddan avvalgi 202 - milodiy 220-yil) balonchalar yordamida metallurgiya pechlari haroratini oshirdi va qattiqlikni boshqarish uchun karburizatsiya texnologiyasi ishlab chiqildi. "Aralashtirib quyish" jarayoni metallurglarga konvertyorlarda suyuq temirni aralashtirish va qotishma elementlar qo'shish imkonini berdi. Qo'shimcha ravishda qadoqlash va bo'rttirish usullari bilan zarracha aralashmalar olib tashlandi va asosan qurol sifatida foydalaniladigan yuqori sifatli temir hosil qilindi. Ko'plab Han davarining o'liklaridagi qurollar keng qo'llanilganligini ko'rsatadi.

Tang sulolasida mohirlik

Tang sulolasida (618-907-yillar) temirchi maxsulotlarda uglerod miqdorini nazorat qila olgan holda, zamonaviy po'latning hozirgi ta'rifi bo'lgan 0,5-0,6% uglerodli po'lat ishlab chiqara oldilar. Qattiqlik hamda egiluvchanlikni optimallashtirish uchun loparali pichoqlash kabi texnikalar ishlab chiqildi.

yoht - qo'lligiga ega temir

Rasmdagi temir qurol-qurollar qadimiy Xitoydagi yovuz soxta qilichlardir. Buning natijasida, shu vaqtda metallurgiya texnologiyasi rivojlanganligi ko'rsatilgan. Temir qurol-qurolar keng foydalanilgan. Shuningdek, temir pichoqlar, ji, gerla, o'tqirlar ham bor edi. Temir butunlay bronza o'rnini bosdi va insonlik Temir davriga kirib oldi.

tang sulolasi uchun ishlatiladigan po'lat pichoqlar y

Xitoydagi Tang sulolasining davrida metallurgiya va urish texnikalarida o'zgarish bo'lmasdi aniq . Biroq, to'plangan tajriba orqali termoqurollar temir buyumlardagi uglerod miqdorini nazorat qila olganlar. Namuna sifatida olingan Tang pichoqlaridagi uglerod miqdori taxminan 0,5% dan 0,6% gacha bo'lib, bu po'latning chegarasiga kiradi.

Zamonaviy metallurgiyada uglerod miqdorini nazorat qilish hali ham asosiy hisoblanadi. Foydalanish maqsadiga qarab uni sozlash po'latning egiluvchanligi va qattikligini moslashtirish imkonini beradi. Har ikkala xususiyatlarga ega bo'lgan pichoqlar yasash uchun qadimiy odamlar po'latni qoplamali va sendvichli usullarini ixtiro qilganlar. Biroq, bu usullar ushbu maqola doirasidan tashqari.

(Birinchi Sanoat inqilobi )

Birinchi Sanoat inqilobi

Birinchi Sanoat inqilobi qoʻyish temir ishlab chiqarishning sanoatlashtirishga o'tishi. Insonlarning po'latga bo'lgan talabidagi dastlabki sakrash sanoat inqilobida kuzatildi. Bug' dvigatelinin ixtiro qilinishi insonni qattiq jismoniy mehnatdan hamda hayvon kuchidan foydalanib ishlab chiqarishdan birinchi bor ozod qildi va yoqilg'i bilan ishlaydigan mashinalar inson mehnat unumdorligini ancha yuqori darajaga ko'tardi.

Britaniya to'qimachilik fabriklari bug' dvigatellari va po'latdan tayyorlangan stanoklardan foydalangan holda ishladi

(bug'li lokomotiv )

Bug'li lokomotivlar shuningdek, temir yo'l relslari bilan birga po'latning katta iste'molchilari bo'lib xizmat qildi. In britaniyalik to'qimachilik fabriklarida ishlovchi ayollar guruhlari buni o'rniga shovqinli po'lat mashinalari. Yevropa qit'asining barcha hududlarida temir yo'l relslari yotqizildi. Bug'li lokomotivlar almashtirishni boshladi foydalanilgan asosiy transport vositasi sifatida otga tortiladigan aravalar asboblari tayyor. Shundan beri insonlar po'latdan foydalanmasdan yashay olmaydilar va talab har kuni ortib bormoqda.

(Ikkinchi sanoat inqilobidagi Ford Motorning dastlabki montaj liniyasi)

 Ikkinchi sanoat inqilobi avtomobillarni po'lat bilan bog'ladi  material .

(Xiaomi 'yangi chiqarilgan SUV: YU7

Hozir ham ayrim yuqori samarali avtomobillar hali ham ishlab chiqarilmoqda tomonidan po'lat. Ikkinchi sanoat inqilobi davrida avtomobillar paydo bo'lganida metallurgiya sanoati yangi bosqichga ko'tarildi. Shundan beri ushbu ikki soha zich bog'langan. Hozirgi zamonaviy avtomobillar endi "Mercedes-Benz No. 1" ga o'xshamasada, ularning ishlab chiqarilishida hali ham keng qo'llaniladi, jumladan, ayrim superkaralarda ham.

Avtomobil po'latining mustahkamlik darajasi  

Zamonaviy avtomobillarning tanasida haqiqatan ham qanday qilib yuqori mustahkamlikka ega po'latdan foydalaniladi

Zamonaviy transport vositalarida avtomobil tanasi quyidagicha qurilgan turli mustahkamlikdagi po'lat plastinkalarni payvandlash . Muhandislar konstruktsiyaning har bir qismi duchor bo'lishi kutilayotgan mexanik kuchlanish darajasiga muvofiq mos po'tlat navini tanlaydi. Qalinroq po'latdan foydalanish mumkin bo'lmagan, yuqori kuchlanishli zonalarda ultra-yuqori mustahkamlikka ega po'lat dan foydalaniladi. Ma'lum bir aytishicha: "Kerakli joyda eng yaxshi po'latdan foydalaning."

Kuzov po'latining mustahkamlik diagrammalari: ko'rsatilgani va ko'rsatilmagani

Ko'plab avtomobil ishlab chiqaruvchilar o'zlarida baland kuchlikka ega to'yiq dan foydalanganliklari to'g'risida da'vo qilsalar ham, atigi ularning bittalari ishlatilayotgan aniq materiallar to'g'risida ochiq ma'lumot beradi. Ba'zi brendlar avtomobil kuzovi tuzilishi sxemalarini e'lon qilsa ham, bu diagrammalar, asosan, mustahkam po'lat qayerlarga qo'llanganligini umumiy tushuncha beradi, lekin uning xususiyatlari (tarkibi, aniqligi) haqida ma'lumot berilmaydi. aniq cho'zilish kuchiga ega bo'lgan qiymatlar . Kuchli I+T imkoniyatlariga ega bo'lgan tanqidli brendlar bu turdagi texnik ma'lumotlarni ulashishda ham qat'iyatliroq bo'ladi.

Atamalarni tushunish

Yaponiya va Janubiy Koreyada yuqori mustahkamlikka ega po'lat ko'pincha "yuqori tortish po'lati deb ataladi. " Po'latning mustahkamligi odatda o'lchanadi MPa (megapasqual) . Masshtabni hisobga olgan holda: 1 MPa - bu 1 kvadrat santimetrga ta'sir qiluvchi 10 kilogramm kuch (taxminan ikki tarvuz vaznini) materialni deformatsiyasiz ifodalaydi.

Strategik dastur, balki to'liq qamrov emas

Korpus strukturaviy diagrammalarni tahlil qilish orqali aniq ravishda ultra-yuqori mustahkamlikka ega po'lat (masalan, 1000 MPa yoki undan ortiq) faqatgina belgilangan komponentlarda — masalan, zarba yutuvchi tirlar va muhim mustahkamlash zonalarida — ishlatiladi. Avtokorpusning aksari qismi hali ham past yoki o'rtacha mustahkamlikka ega bo'lgan po'latdan tayyorlanadi, chunki uning shakllanishi osonroq va xavfsizroq. Bunday tanlash esa ish funktsiyasiga mos kelishiga hamda ishlab chiqarish chegaralariga bog'liq .

Sotish bo'yicha gaplarga aldamang

Siz quyidagi kabi iboralarni uchratganingizda "Bizning avtomobil korpusimiz 1000 MPa klassli yuqori mustahkamlikka ega po'latdan foydalanadi." uni to'g'ri talqin qilishingiz kerak. Bu butun korpus shunday ilmiy materialdan tayyorlangani emas degani. Ko'pincha, faqatgina alohida qismlar — masalan, eshik ta'sirli metall tirlar — shu darajaga yetib borishi mumkin. Boshqa tananing qolgan qismi odatda xavfsizlik, narx va ishlab chiqarish imkoniyatlari o'rtasida muvozanat saqlash uchun mo'ljallangan aralash materiallardan foydalanadi.

 3, to'kilishga qulay yangi po'lat materiallar

To'kilish — tanani ishlab chiqarishning asosiy usulidir.
Tana qismlari to'kilish shakllanganidan keyin hali ham shablon ustida turibdi

Materialning mustahkamligi ortishi qayta ishlashni qiyinlashtiradi. Ko'pgina shaxsiy avtomobillar shikastlanish usuli bilan ishlab chiqariladi, ya'ni maternitsalar yordamida materiallarni shakllantirish — Play-Doh ni shakllantirishga o'xshaydi. Endi avtomobil po'lat varaqalarning mustahkamligi oshgani tufayli shikastlanish jarayoniga talablari qat'iyroq bo'ldi. Shuningdek, chuqur tortilgan komponentlar ko'p bo'lgani tufayli material yorilish va buroqqa nojoyn. Masalan, burchak pozitsiyalaridan shikastlanish paytida eng ko'proq "o'lik burchaklar" vujudga keladi, bu yerda ko'pincha yorilish va buroqlanish sodir bo'ladi. Bu ham po'lat varaqalarni shikastlaganda cho'zilish va matritsa bilan ishqalanish kabi muammolar doim mavjudligini anglatadi. Bular tufayli ichki kuchlanish yoki sirtning shikastlanishidan tashqari bosilgan qismlarda nuqsonlar vujudga keladi.

(avtomobil korpusining konstruksion po'tosi)

Vaqatlarning ingichkalashib ketishi  

Yuqoridagi vaziyatlardan saqlanish uchun ishlab chiqaruvchilar metall varaqning shikastlanishini oldini olish uchun uning shakllanish paytida deformatsiyasini o'rganishlari kerak. Biroq doim ham kuchliroq bo'lgan metall varaqning mustahkamligi bilan bog'liq ziddiyat mavjud .Yon panellar butun avtomobilning eng katta shakllangan qismi va shuningdek bo'ladi shakllantirish qiyin bo'lgan komponent hisoblanadi. Shu sababli, ishlab chiqaruvchilar metall varaqning shakllanish paytida ichki kuchlanishini o'rganib, jamlangan ichki kuchlanishni imkon qadar bartaraf etishadi. Shu bilan birga, katta maydonli shakllangan qismlarning qalinligini o'rganish orqali metall varaqning qaysi qismlari keskin cho'zilayotganini va qanday chuqurlikdagi shakllash metall varaqning yorilishiga yo'l qo'ymaydiganini aniqlash mumkin.

Yangi turdagi po'lat yuqori materialning mustahkamligi tufayli vujudga kelgan to'rtburchakli shakl va qiyin ishlanadigan muammoni hal etishi mumkin. Yuqori mustahkamlikka ega po'latning preslash muammosini ildizma ildiz hal qilish uchun yangi turdagi po'lat avtomobil korpuslarini ishlab chiqarishda qo'llanilmoqda. Ushbu po'latning matritsasi yaxshi yumshoq va elastik bo'lgan ferritdan iborat, uning ichiga esa yaxshi qattiqlikka ega martensit joylashtiriladi. Bu esa uni preslash jarayonida shakllantirishni osonlashtiradi va hosil bo'lgan material yetarli darajada mustahkam bo'ladi.

(Avtomobil A-pillari uchun varaq metall qismlar )

Ba'zi issiqlik bilan davolangan yuqori mustahkamlikka ega konstruksion qismlar

B-pillar kabi mustahkamlash zarur bo'lgan pozitsiyalar uchun ayrim ishlab chiqaruvchilar issiqlik bilan davolash jarayonidan foydalanadilar. Hosil qilingan B-pillarga isitish va quenching (sovitish) amalga oshiriladi, shunda po'latning ichki kristall strukturasi yanada mukammalroq bo'ladi. Bu loydan narsa shakllab, so'ngra porselanning mustahkamlash jarayonida uni isitishga o'xshaydi. Umuman olganda, bu kabi issiqlik bilan davolangan qismlar ko'pincha qora rangda bo'ladi.

3.Avtomobil po'latlarining korroziyaga chidamliligi

(Avtomobil ishlab chiqarish uchun po'latdan o'rilmalar )

Avtomobillar past qotishmalangan po'latdan tayyorlanadi.

Hozirgi vaqtda avtomobil po'ti qotishmasiz po'latlar turkumiga kiradi, bu esa po'tining bir turi hisoblanadi. Shu po'tning asosiy qismi temir elementlaridan iborat bo'lib, faqatgina kichik miqdorda qotishma elementlari, masalan, uglerod, kremniy, fosfor, mis, marganets, xrom, nikel kabi elementlar ham kiradi. Shu qotishma elementlarining umumiy miqdori 2,5% dan oshmaydi.

Pastalloyli po'latlar ajoyib qayta ishlash xususiyatlari va kuch, shuningdek, yaxshi korroziyaga chidamlilik namoyon qiladi. Oddiy pastakarbonatli po'lat tabiiy muhitda sariq-pushti oksid qatlamini hosil qiladi, bu juda nozik va ko'pincha zang deb ataladi. Aksincha, pastalloyli po'latlar po'lat sirtiga zich mahkamlangan jigarrang zich oksid qatlami hosil qiladi, bu tashqi muhitning ichki po'latga ta'sirini cheklab turuvchi to'siq vazifasini bajaradi. Bu antizang mexanizmi aluminiy va rux qotishmalarinkiga o'xshaydi, faqat pastalloyli po'latlarda barqaror himoya qatlamining hosil bo'lishi bir nechta yilni talab qiladi, bunda zang qatlami rangi sariqdan jigarranggacha o'zgaradi, shu tarafdagi aluminiy qotishmalari esa himoya qatlami deyarli darhol hosil bo'ladi.

Ob-havo po'lati qurilish fasadlarida ochiq joylarda ishlatiladi

Xavfli po'lat bir qatlam zang hosil qilgandan keyin maxsus estetik ta'sir yaratadi, shu tufayli zamonaviy dizaynerlar tomonidan afzal ko'riladigan qurilish materialiga aylanadi.

Shu xususiyati tufayli past alloyli po'lat ob-havo chidamli po'tlat (ob-havo korroziyasiga chidamli po'lat) deb ham ataladi. Ob-havo chidamli po'lat odatda avtomobillar, kemalar, ko'priklar, konteynerlar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, ularning sirti odatda bo'yalgan bo'ladi. Biroq, arxitektura bezaklari uchun ochiq holda foydalanish afzal ko'riladi, chunki u himoya qoplamasidan mahrum bo'lgan holda ham zanglab ketmaydi. Shundan tashqari, u hosil qiladigan kulrang-zang rangli qatlam noyob estetik ta'sir yaratadi, shu sababli payvandlangan ob-havo chidamli po'lat plitalar maxsus binolarning devorlarida ishlatilishini keng tarqoq hisoblanadi.

Po'lat xossalarining yaxshilanishi tufayli avtomobil ishlab chiqaruvchilar antikorroziya ishlov berishda yanada sathdan iborat bo'lib qolmoqda.

Avtomobillar uchun, ko'plab ishlab chiqaruvchilar hozirgi kunda kamroq shassi rezina qoplamasidan foydalanishadi, soxta tushunchada "shassi zirhlar"i deb ataladi. Ko'plab yangi avtomobillarning shassisi to'g'ridan-to'g'ri po'lat varaqdan iborat bo'lib, tashqi tomonga mos keluvchi dastlabki fabrika grunti va rangli bo'yoqlardan iborat. Bu esa ushbu transport vositalari ishlab chiqarish jarayonida elektroforetik grundlangan va rang berish jarayonlaridan o'tganligini anglatadi. Faqatgina old g'ildiraklarning orqasida yotgan soxada yupqa rezina qoplamasi mavjud bo'lib, bu g'ildiraklar tomonidan silkitilayotgan qumdonlarning shassi po'latiga urilishini oldini oladi. Ushbu o'zgarishlar mahsulotlarning korroziyaga chidamliligiga ishlab chiqaruvchilarning ishonchini aks ettiradi.

(Shassi zirhi )

Xiaomi SU7 shassi himoya plastinasi

Mukammal korxonalar plastmassa shassi himoya plastinalarini o'rnatadilar.

Himoya plastinkalarining ostida shunchaki oddiy ishlov berilgan po'lat varaqalardan tashkil topgan. Ba'zi e'tiborli ishlab chiqaruvchilar shassiga plastmassa himoya plastinkalarini o'rnatadi. Ushbu plastinkalar shassi po'latini toshlar ta'siridan himoya qilish bilan birga, shassi ostidagi havo oqimini ham tartibga soladi. Shu plastmassa himoya plastinkalarining ostida shassi po'lati faqat guruch qatlami bilan qoplangan bo'ladi.

Avtomobillar uchun foydalaniladigan po'lat ixtiyoriy ravishda tanlanmaydi. Tadbirkorlarning xarajatlarni kamaytirish maqsadida qabul qilinayotgan yechimlar ko'pincha katta afzalliklarni kichik tejash evaziga qurbon qiladi va mutaxassislarning rahbarlarga qarshi chiqish imkoniyati bo'lmaydi.

Har bir narsaning istisno holatlari mavjud bo'ladi va aynan shunday holatlar ko'pincha Xitoyda sodir bo'ladi. Bir necha yil oldin yangi tashkil etilgan mahalliy brend past uglerodli po'latdan foydalangan holda avtomobillar ishlab chiqarganda, natijada ikki yildan keyin shassi korroziyasiga uchrab ketgandi. Oxirgi muddatda esa yana shunday hodisalar boshlandi. Ba'zan yetakchilarning vijdoniga tayanib qabul qilinayotgan yechimlar haqiqatan ham xavfli bo'lishi mumkin. Tadbirkorlarning texnik masalalarga aralashuvi doim bashoratlab bo'lmaydigan natijalarga olib keladi.

Avtomobil po'latlarining kelajagi

Hozirda avtomobil po'lat varaqalari qalinligi 0,6 mm gacha kamaytirilganki, bu po'lat qalinligining chegarasiga yetgan, deb hisoblayman. Agar po'lat varaqlar yuproq bo'lsa, hatto katta mustahkamlikka ega bo'lsada, u materialning tuzilishiga xos barqarorlikni yo'qotadi. Avtomobil po'lat varaqalari hozirda yangi materiallardan kelayotgan ortiqcha chaqaloqlarga duch kelmoqda. Temir atom og'irligi uning zichligini o'zgartirish mumkin emasligini belgilaydi va yuproqlash orqali vaznni kamaytirish yo'li ham oxirgi nuqtaga yetib borgan ko'rinadi. Yuqori sinf avtomobillarda endi aluminiy qotishmalar tobora keng foydalanila boshlandi. Barcha-aluminiy SUV lar hamda old tomon tuzilishida A6 va 5-seriyasi uchun aluminiydan foydalanish shu tendetsiyani ko'rsatadi.