Page 23 - 机械工程材料2025年第三期

马鸣图，等：论汽车材料研发和推广应用的EVI模式

高强度钢断裂卡片的制作，借助EVI模式积极推动 1 t，燃油可节省6%~8%，同时也可以提高运输效
高强度钢和其他轻量化材料更广泛的应用。中国汽 率；三是轻量化可降低运动构件的使用负荷，从而
车工程研究院还积极倡导在材料研发中注重加强应 延长构件的使用寿命，间接实现节能减排和成本节
用技术的研究，全力开展新材料的合金设计工作，深 约。然而钢强度的提升造成其成形困难，而热冲压
度探讨材料的强化机理以及共性应用技术研究。该 成形技术的出现既可以获得超高强度零件，又合理
院将材料开发、性能检测评价和推广应用融为一体， 解决了成形困难的相关问题，特别是由中新超高强
为中国汽车轻量化合理选材提供了指导，积极推动 材料研究院提出的商用车轻量化和热冲压成形的
汽车用材强度的提升和轻量化技术的发展。近期， 应用方案，成功将商用车轻量化提升到国际领先水
中国汽车工程研究院在商用车轻量化、大件热冲压 平。目前，该院与新富集团携手合作，解决了大型
成形的推广应用中开展EVI模式的探索与实践，并 构件的加热装备和成形所需要的大型热成形压机
从大件热冲压成形装备、模具、特殊用材等方面开展 问题，掌握了独具特色的超大型模具的用材选择、
相关的EVI活动，从而为高强度钢和超高强度钢在 结构设计和制造技术、大型工件的传输技术、大型
这一新领域的推广应用，开拓了新的思维，提出了新 构件的功能检测评价技术、大型构件的热冲压成形
的路径，为推动EVI活动在商用车领域的发展做出 用钢和抗氧化技术，从而开启了大型构件热成形轻
了新的贡献。 量化的新时代。例如：22.5英寸×9英寸（1英寸=
近年来，中国在乘用车应用高强度钢和超高强 25.4 mm） 的热冲压成形商用车车轮减重效果接近于
度钢实现汽车轻量化的发展已经取得了很大的进 锻造铝合金车轮；矿用自卸车和城市渣土车用的翻
展。高强度钢和先进高强度钢在中国钢铁行业已经 斗车上装部件的减重效果达50%；仓栅式的长途运
形成完善的产品系列，并在汽车行业获得了广泛的 输车上装部分减重效果为20~30%。为了满足大型
应用。然而，商用车轻量化以及结构钢（如弹簧钢、 和超大型构件热成形的工艺要求，热冲压成形用钢
齿轮钢、调质钢和非调质钢）在应用EVI模式进行推 需要具有高的淬透性、高的强韧性匹配、高的抗氧化
广应用和产品质量提升方面尚处于起步阶段，这也 性、高的耐腐蚀性、高的氢致延迟断裂抗力、高的防
正是今后需要认真研究并全力开展的工作领域。 子弹侵彻能力以及高的性价比等，以满足商用车、船
舶、高速公路护栏、集装箱、装配式建筑、军工等领
6 “双碳”战略背景下的EVI活动
域中对于热冲压成形材料和构件的特殊要求。在这
2021年3月15日，中央提出：我国力争2030年 些领域推广应用热冲压成形技术和超高强度零件，
前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这是事关中 可以有效实现节能减排，推动国家“双碳”战略的预
华民族永续发展和构建人类命运共同体的重大战 期实现。鉴于这类材料的用量大，在合金化设计中
略决策。为此，工业领域要推进绿色制造，建筑领 将采用多元少量的微合金化理念，以确保热冲压成
域要提升节能标准，交通领域要加快发展绿色低碳 形构件具有合理的性价比。对于大型构件的EVI和
运输方式，旨在为早日完成“双碳”战略目标提供 轻量化的实施工作，需要将合适的材料用到合适的
绿色低碳且科学有效的供给体系。汽车轻量化是 地方，而且目前该工作尚处于起步阶段，需要根据零
节能减排最直接、最有效的手段之一，超高强度钢 件的要求和使用功能进行轻量化的优化设计，并选
的应用则是一种既可轻量化又可提升汽车安全性， 用合适且先进的工艺流程。完成这一复杂的EVI工
与“双碳”战略密切相关的技术。超高强度钢在交 作，需要整合多专业、多种材料、多种技术的优势，
通领域的应用将从以下三个方面为“双碳”战略提 通过产、学、研、用的联合体充分发挥各方的优势，
供支持：一是轻量化可以减少汽车制造用钢量，据 才能取得如期效果。
世界钢铁协会 2021 年的数据统计，每少用 1 t的钢 汽车用材强度的提升，特别是高强度钢和超高
材将减少 2.332 t的碳排放量；二是将超高强度钢 强度钢的应用，除了会出现韧性不足的问题外，还会
用于交通运输构件可以有效地实现轻量化目标，进 伴随氢致延迟断裂抗力的下降，也就是所谓的氢脆
而减少燃油消耗并降低二氧化碳排放量，对于乘用 问题 ［27-28］ 。因此，在近年来的EVI模式中，高强度钢
车，其质量每减少10%，燃油消耗可减少6%~8%， 的氢脆问题成为一项重要的研究内容和业内关注的
同时相应地减少碳排放，而对于商用车，每减重 焦点话题 ［27-32］ 。从合金设计到生产应用，都在探讨

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