1月13日消息,近些年来,在汽车上应用高强度钢似乎成为了“军备竞赛”,你搞1500Mpa,我就上2000Mpa,甚至上2200Mpa,总之就是要高人一头并占领舆论高地。
然而车身用材的强度真的是越高越好吗?近日,理想汽车CEO李想在视频里聊到了这点,并且说出了“强度不是越高越好”看似反常识的真相,接着,理想汽车材料技术负责人“吉超超有材”公开进行科普回应。

1、强度只是单一维度,而材料在碰撞过程中的受力状态是多维度的,强度更高,不代表这个材料更安全。
通常我们说的“材料强度”,大多指的是“抗拉强度”,代表了材料在拉伸条件下抵抗破坏的能力;而韧性,指的是材料受到破坏后,抵抗裂纹扩展的能力。
这两个指标往往是相对的对立关系,即过度追求前者,可能导致后者骤降。
强度太高、韧性差,一旦在极端冲击下,可能更容易发生脆断,带来更严重的安全隐患,比如视频3放的,强度更高的常规2000MPa的钢,早早就断裂了,在某些工况下的实际碰撞表现可能还比不上强度稍低的1500MPa的钢。
比碰撞脆断更危险的是,强度过高的钢,在不受力的情况下,甚至也可能开裂,这种现象,金属学上称之为“氢脆”。
历史上有个著名案例:1943年,美国俄勒冈州一艘刚完工不久的巨轮,在一个风平浪静的夜晚,毫无征兆地断成了两截(图4)。
事故发生后,有人甚至认为这是某种神秘的“超自然力量”导致,但后来科学家分析,油轮断裂的原因很可能就是“氢脆”。
对于某些高强度钢材,微量的氢原子可能在制造过程中渗入,并在材料内部潜伏、聚集,它可能在某个平静的时刻,在不受外力的情况下,让零件突然开裂。
“氢脆”的风险在于隐蔽性强、不可预测、后果严重,如果氢脆发生在汽车上,有可能是车辆好端端地停放着,突然咯嘣一声,某个高强钢零件就开裂了。
而目前业内公认的,大多数情况下,强度越高,氢脆的风险会更大,控制难度会更高。
2、材料使用从来不是“堆参数”,是要讲究平衡的。
就像李想在视频里说的,要把“强度”这些单维度的参数放到整体的系统里面去看。
为了保障乘员安全,有些地方要“强”,比如乘员舱的关键位置必须用超高强度钢,坚不可摧,保障生存空间尽量不变形。
而同样是为了保障乘员安全,有些地方要“软”,比如前后吸能区必须科学地“软”,通过可控的变形,主动吸收、消散掉碰撞能量。
盲目追求更高的强度,让该软的地方硬起来,冲击力便会毫无缓冲地撞向乘员舱,反而更危险。
3、说高强度可能不好,那理想自己为啥连续发布了多个行业突破高强度材料?是大型双标吗?
当然不是的,正因为了解高强钢的种种风险,所以在材料开发的过程中就做了特殊的管控或者会限制其应用场景,提前规避风险。
比如视频展示的理想自研2000MPa热成型钢2000IH,在提升强度的同时,通过特殊的微合金设计,并没有损失韧性,所以在实际测试中的表现要明显好于市面上的同强度的热成型钢。
再比如理想自研的防撞梁用的6000HS铝合金型材,是6000系(Al-Mg-Si系)中最强,而不是直接用了强度更容易实现的7000系铝合金,所以韧性控制地也很好。
还比如,理想汽车LeS6 Ultra铝板,是靠传统汽车铝板不做的T6热处理制度来实现的,而不是一味加合金、提高强度,这样它就在强度更高的同时、韧性也好,对于电池底护板的抗冲击能力也很有帮助,已经用在了我们的理想i6上。
诸如此类,追求的,从来不是单一的强度数字,而是在可控风险下,实现强度与韧性的最优组合。
最后他总结称,强度当然不是越高越好,“敬畏”汽车安全系统的复杂性,远比“崇拜”单一的数字重要得多。


