فولاد یکی از آلیاژهای مهم آهن است که استفاده بسیار زیادی در خودروسازی دارد. زیرا این آلیاژ دارای استحکام مطلوب در کنار قیمت مناسب بوده و به همین علت کاربرد فولاد در خودروسازی فراوان است. می‌توان گفت 12 درصد از استفاده جهانی فولاد مربوط به شرکت‌های خودروسازی است. البته باید در نظر داشت که فلز آلومینیوم در حال رقابت با فولاد، در عرصه خودروسازی می‌باشد؛ اما تاکنون پیروز میدان، فولاد بوده است.
اگر بخواهیم یک آمار کلی از میزان مصرف فولاد در خودروسازی ارائه دهیم، می‌توانیم موارد زیر را بیان کنیم:
-
34% برای ساخت بدنه اتومبیل‌ها استفاده می‌شود.
-
12% از تسمه‌های فولادی در ساخت سیستم‌های تعلیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
-
23% از فولاد تولید شده برای ساخت بلوک موتور و همچنین چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌شود.
در ادامه این مطلب به بررسی کامل کاربرد فولاد در خودروسازی می‌پردازیم.
انواع فولاد در صنعت خودروسازی
تولید فولاد با ویژگی‌های مختلف کمک شایانی به خودروسازان کرده است. همچنین باعث افزایش کاربرد فولاد در خودروسازی شده است. مهم ترین محصولات فولادی در صنعت خودروسازی به شرح زیر است:
1 . فولاد کم آلیاژ پر استحکام
این فولاد که با نام AHSS نیز در جهان شناخته می‌شود، یک دستاورد بسیار مهم در صنعت فولاد و خودروسازی است. این فولاد مخلوطی پیچیده است که در کنار سختی بالا، دارای وزن کمی بوده و به همین دلیل یک انتخاب مناسب برای ساخت بدنه و درب‌های خودرو، چهارچوپ، سپرها و زیر شاخه‌ها به حساب می‌آید.
2 . فولاد کربن بالا
فولاد کربن بالا یک آلیاژ از آهن و کربن است که تحت عملی با نام خاموش کردن، ساخته می‌شود. برخلاف فولاد معمولی، این فولاد دارای مقاومت بالا و انعطاف‌پذیری بسیار ناچیزی است. به همین علت فولاد کربن بالا، مستعد شکستگی و خرد شدگی است.
با توجه به همین ویژگی‌ها، کاربرد این فولاد در خودروسازی مربوط به تولید قاب خودرو، شاسی، بوش، پانل درها، تیرهای نگه دارنده، صدا خفه کن و موارد مشابه می‌شود.
3 . فولاد ضد زنگ
در صورتی که حداقل 10.5% کروم، 1% کربن در آلیاژ فولاد به کار رود، به آن خاصیت ضد زنگ بودن می‌بخشد. بنابراین استفاده از این فولاد در صنعت خودروسازی امری طبیعی است. همچنین به علت نقطه ذوب 1500 درجه‌ای، فولاد ضد زنگ مناسب ساخت موتورهای احتراق و قطعات جانبی آن‌هاست. زیرا در صورتی که نقطه ذوب ماده اولیه پایین باشد سبب تغییر شکل موتور می‌شود.
کاربردهای فولاد ضد زنگ در زندگی روزمره نیز بسیار زیاد است؛ مانند بدنه اجاق گازها، سینک‌های ظرفشویی، لوله‌ها، ناودانی‌ها و …. این فولاد یکی از با ارزش‌ترین ساخته‌های دست بشر می‌باشد که به لطف آن، زندگی برای انسان‌ها راحت‌تر شده است.
4. فولاد کم کربن
فولاد کم کربن به دلیل مقاومت کششی پایین، در ساخت قطعات کوچک‌تری در خودرو مانند بدنه کلاچ، قطعات تعلیق، بازوهای کنترل، براکت‌ها و … استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای فولاد در خودروسازی کاربردهای تزئینی آن است که برای این کار از فولاد کم کربن بهره می‌برند. مانند ساخت رینگ چرخ، روکش، پیچ، واشر، مهره، چرخ دنده ساعت و بست.
5 . فولاد گالوانیزه
80% از یک وسیله نقلیه مانند خودرو یا موتور سیکلت را می‌توان از فولاد گالوانیزه ساخت. کاربرد فولاد گالوانیزه در صنعت خودروسازی روز به روز در حال افزایش است. زیرا قیمت این نوع فولاد نسبت به انواع دیگر بسیار پایین‌تر بوده و در نتیجه به صرفه‌تر است.
همچنین قطعات ساخته شده از این نوع فولاد، دارای طول عمر بیشتری هستند. از دیگر مزایای فولاد گالوانیزه می‌توان به هزینه پایین، دوام، ترمیم شوندگی و در دسترس بودن آن اشاره کرد.
6 . محصولات فولادی دیگر
-
از ورق‌های سیاه که نوعی فولاد نورد گرم هستند در ساخت سیستم‌های تعلیق خودروها استفاده می‌شود. این نوع فولاد مانع انتقال تکان‌ها و ارتعاشات حاصل از حرکت خودرو به سرنشینان آن می‌گردد.
-
از ورق‌های روغنی که نوعی نورد سرد هستند، برای تولید قطعات شاسی خودرو بهره می‌برند.
برای ساخت موتور خودروها نیز از نوعی فولاد با نام میلگرد سبک استفاده می‌شود. از دیگر محصولات فولادی که در ساخت خودرو استفاده می‌شوند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
-
ورق ASTM A36
-
ورق C1010
-
ورق کربن متوسط
-
ورق فولادی TRIP
-
ورق فولادی DP
-
لوله فولادی بدون درز
دلیل استفاده از فولاد در خودروسازی
شاید برای شما هم این سوال پیش آمده باشد که چرا از ورق فولادی در صنعت خودروسازی استفاده می‌شود و فلزات دیگر کاربرد چندانی در این صنعت ندارند.
-
وزن بسیار سبک
ماده‌ای که بتواند در کنار استحکام بالا، وزن کمی را برای خودرو ایجاد کند؛ در حال حاضر تنها فولاد است. اما صنعتگران این حوزه همواره در تلاش هستند تا با ساخت یا کشف ماده‌ای جدید، این صنعت را متحول کنند.
وزن سبک در خودرو سبب کاهش مصرف سوخت شده و از طرفی دیگر در خودروهای مسابقه‌ای داشتن وزن سبک برای داشتن سرعتی بالاتر، بسیار مهم است.
-
تسلط کافی به علم متالورژی
سالیان بسیار زیادی است که بشر با آهن و آلیاژهای آن سرو کار داشته و اطلاعات و داده‌های فراوانی در این زمینه کسب کرده است. بنابراین کاربرد فولاد در خودروسازی که با زندگی و سلامت انسان سر و کار دارد، امری عاقلانه است.
-
انعطاف پذیری مطلوب
چکش‌خواری فولاد بسیار بالاست؛ بنابراین می‌توان اشکال متنوعی در آن ایجاد کرد. این ویژگی برای ساخت قطعات مختلف با اشکال متنوع، بسیار مهم و کاربردی است.
-
مقرون به صرفه بودن
فلز آهن که پایه تولید فولاد می باشد، دارای معادن بیشتری نسبت به فلزات دیگر است. بنابراین دارای قیمت پایین‌تری نسبت به فلزات دیگر بوده و در کاهش قیمت تمام شده محصول نهایی مانند خودرو، تأثیر بسزایی دارد.
-
تعمیر و تعویض راحت و به صرفه
تعمیر و تعویض قطعات فولادی خودرو بسیار راحت بوده و نیاز به تمهیدات خاصی ندارد.
-
ایمن بودن
یک خودرو با عوامل متعددی مانند گرمای حاصل از انرژی آزاد شده در موتور، برف و باران و …، رو به رو است. فولاد به دلیل استحکام بالا می‌تواند در برابر این عوامل ایستادگی کند و در نتیجه از ایمنی خودرو کاسته نمی‌شود.
-
حفاظت از محیط زیست
اگرچه دود خودروها که حاصل احتراق سوخت درون آن‌هاست، سبب آلودگی محیط زیست و هوا می‌شود. اما ساخت خودروها از فولاد، کمک شایانی به حفاظت از محیط زیست کرده است. زیرا ورق‌های فولادی تحت هر شرایطی قرار بگیرند و برای تولید هر محصولی که استفاده شوند، قابل بازیافت بوده و می‌توان مجدد از آن‌ها استفاده کرد.
کاربرد فولاد در قطعه سازی خودروها
تا به اینجا بیشتر راجب استفاده از انواع فولاد در ساخت بدنه خودرو صحبت کردیم، اما شایان ذکر است که از فولاد برای ساخت قطعات مختلفی مانند بلوک‌های موتور، سیستم‌های اگزوز، پانل‌های بدنه و … استفاده می‌شود.
کاربرد فولاد در خودروسازی مانند تمام صنایع دیگر از جمله صنعت کشتی سازی، الکترونیک، صنایع فضایی و … بسیار زیاد است. انتخاب بیشتر خودروسازان، فولاد است که علت این انتخاب، داشتن قیمت مقرون به صرفه در کنار استحکام بالا می باشد.
البته باید توجه داشت که به علت سخت گیری‌های چند سال اخیر در مورد بهینه سازی خودروها و کاهش گازهای گلخانه‌ای، از ترکیبات دیگری نظیر پلیمرهای پلاستیکی، آلومینیومی و هر ماده‌ای که سبکی و استحکام کافی را داشته باشد، در ساخت خودروها استفاده می‌شود.
5