李想稱車身用材的強(qiáng)度不是越高越好
近些年來,在汽車上應(yīng)用高強(qiáng)度鋼似乎成為了“軍備競賽”,你搞1500Mpa,我就上2000Mpa,甚至上2200Mpa,總之就是要高人一頭并占領(lǐng)輿論高地。
然而車身用材的強(qiáng)度真的是越高越好嗎?近日,理想汽車CEO李想在視頻里聊到了這點(diǎn),并且說出了“強(qiáng)度不是越高越好”看似反常識的真相,接著,理想汽車材料技術(shù)負(fù)責(zé)人“吉超超有材”公開進(jìn)行科普回應(yīng)。


1、強(qiáng)度只是單一維度,而材料在碰撞過程中的受力狀態(tài)是多維度的,強(qiáng)度更高,不代表這個材料更安全。
通常我們說的“材料強(qiáng)度”,大多指的是“抗拉強(qiáng)度”,代表了材料在拉伸條件下抵抗破壞的能力;而韌性,指的是材料受到破壞后,抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。
這兩個指標(biāo)往往是相對的對立關(guān)系,即過度追求前者,可能導(dǎo)致后者驟降。
強(qiáng)度太高、韌性差,一旦在極端沖擊下,可能更容易發(fā)生脆斷,帶來更嚴(yán)重的安全隱患,比如視頻3放的,強(qiáng)度更高的常規(guī)2000MPa的鋼,早早就斷裂了,在某些工況下的實(shí)際碰撞表現(xiàn)可能還比不上強(qiáng)度稍低的1500MPa的鋼。
比碰撞脆斷更危險的是,強(qiáng)度過高的鋼,在不受力的情況下,甚至也可能開裂,這種現(xiàn)象,金屬學(xué)上稱之為“氫脆”。
歷史上有個著名案例:1943年,美國俄勒岡州一艘剛完工不久的巨輪,在一個風(fēng)平浪靜的夜晚,毫無征兆地斷成了兩截(圖4)。
事故發(fā)生后,有人甚至認(rèn)為這是某種神秘的“超自然力量”導(dǎo)致,但后來科學(xué)家分析,油輪斷裂的原因很可能就是“氫脆”。

對于某些高強(qiáng)度鋼材,微量的氫原子可能在制造過程中滲入,并在材料內(nèi)部潛伏、聚集,它可能在某個平靜的時刻,在不受外力的情況下,讓零件突然開裂。
“氫脆”的風(fēng)險在于隱蔽性強(qiáng)、不可預(yù)測、后果嚴(yán)重,如果氫脆發(fā)生在汽車上,有可能是車輛好端端地停放著,突然咯嘣一聲,某個高強(qiáng)鋼零件就開裂了。
而目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的,大多數(shù)情況下,強(qiáng)度越高,氫脆的風(fēng)險會更大,控制難度會更高。
2、材料使用從來不是“堆參數(shù)”,是要講究平衡的。
就像李想在視頻里說的,要把“強(qiáng)度”這些單維度的參數(shù)放到整體的系統(tǒng)里面去看。
為了保障乘員安全,有些地方要“強(qiáng)”,比如乘員艙的關(guān)鍵位置必須用超高強(qiáng)度鋼,堅不可摧,保障生存空間盡量不變形。
而同樣是為了保障乘員安全,有些地方要“軟”,比如前后吸能區(qū)必須科學(xué)地“軟”,通過可控的變形,主動吸收、消散掉碰撞能量。
盲目追求更高的強(qiáng)度,讓該軟的地方硬起來,沖擊力便會毫無緩沖地撞向乘員艙,反而更危險。
3、說高強(qiáng)度可能不好,那理想自己為啥連續(xù)發(fā)布了多個行業(yè)突破高強(qiáng)度材料?是大型雙標(biāo)嗎?
當(dāng)然不是的,正因?yàn)榱私飧邚?qiáng)鋼的種種風(fēng)險,所以在材料開發(fā)的過程中就做了特殊的管控或者會限制其應(yīng)用場景,提前規(guī)避風(fēng)險。
比如視頻(見前)展示的理想自研2000MPa熱成型鋼2000IH,在提升強(qiáng)度的同時,通過特殊的微合金設(shè)計,并沒有損失韌性,所以在實(shí)際測試中的表現(xiàn)要明顯好于市面上的同強(qiáng)度的熱成型鋼。
再比如理想自研的防撞梁用的6000HS鋁合金型材,是6000系(Al-Mg-Si系)中最強(qiáng),而不是直接用了強(qiáng)度更容易實(shí)現(xiàn)的7000系鋁合金,所以韌性控制地也很好。
還比如,理想汽車LeS6 Ultra鋁板,是靠傳統(tǒng)汽車鋁板不做的T6熱處理制度來實(shí)現(xiàn)的,而不是一味加合金、提高強(qiáng)度,這樣它就在強(qiáng)度更高的同時、韌性也好,對于電池底護(hù)板的抗沖擊能力也很有幫助,已經(jīng)用在了我們的理想i6上。
諸如此類,追求的,從來不是單一的強(qiáng)度數(shù)字,而是在可控風(fēng)險下,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度與韌性的最優(yōu)組合。
最后他總結(jié)稱,強(qiáng)度當(dāng)然不是越高越好,“敬畏”汽車安全系統(tǒng)的復(fù)雜性,遠(yuǎn)比“崇拜”單一的數(shù)字重要得多。

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