کاربرد فولاد در صنعت خودروسازی و نقش آن در ایمنی و تولید

فولاد اساسی‌ترین مواد در ساخت خودرو است که تقریبا میتوان گفت تمام بخش‌های یک خودرو از فلز و فولاد ساخته شده است. طبق تجربه کارشناسان فولادهایی که سبک‌تر هستند و در عین حال مقاوم نیز هستند، باعث افزایش استحکام ایمنی خودرو و کاهش وزن آن می‌شود و در نهایت به صرفه‌جویی در مصرف سوخت آن کمک می‌شود. از سیستم های ایمنی و بدنه خودرو گرفته تا شاسی‌ها و موتور خودرو، از فولاد استفاده شده است. در ادامه با هر بخش از خودرو که درونش فولاد دارد آشنا خواهید شد.

کاربرد فولاد در سیستم تعلیق

کمک فنرها، بازوهای کنترلی، فنرها و تیرهای جلو و عقب جزو قطعاتی از خودرو هستند که از فولاد ساخته می‌شوند و فشارهای وارد شده از جاده های ناهموار را تحمل می‌کند. کیفیت فولاد به کار رفته در این بخش، مستقیما با راحتی و ایمنی سرنشینان ربط دارد.

سیستم ترمز

در بخش ترمز خودرو باید از فولاد مستحکمی استفاده شود تا در برابر فشار حرارت هنگام گرفتن ترمز مقاوم باشد. غیر از ترمز، در بخش سیلندر و دیسک نیز از فولاد استفاده می‌شود تا امنیت و عملکرد آن تضمین شود. همچنین پیچ‌ها و اتصالات کوچکتر نیز از فولاد ساخته می‌شود.

نقش فولاد در بدنه خودرو

درب خودرو، کاپوت، سقف یا دیواره‌ها، ستون‌ها از فولاد ساخته می‌شود تا در برابر ضربه مقاوم باشند و عملکرد ایمنی بالایی نشان دهند از خود تا سرنشینان در امان باشند. در بخش‌هایی از بدنه خودرو از فولاد گالوانیزه نیز استفاده میشود که به دلیل جلوگیری از زنگ زدن است که ظاهر خودرو را حفظ می‌کند.

سیستم انتقال نیرو، موتور خودرو

دنده‌ها، پیستون‌ها، بلکوک و شفت خودرو نیز از فولاد ساخته می‌شود تا در برابر تنش مکانیکی از خودشان مقاومت لازم را نشان دهند.

نقش فولاد زنگ نزن (گالوانیزه) در خودرو

در بخش های قبلی گفتیم که فولاد گالوانیزه در چه قسمت‌هایی از خودرو استفاده می‌شود. دلیل آن‌هم این است که زنگ زدن بدنه خودرو (به دلیل اینکه ممکن است مدت‌های زیادی در معرض باد، آب، خاک، بارون و غیره قرار بگیرد) از چالش‌های مهم است.

در بخش‌های اگزوز یا سیستم ترمز، درب و کاپوت‌ها که در تماس مستقیم با رطوبت و هوای آزاد هستند از فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود. برای اطلاعات بهتر و دقیق‌تر میتوانید مقاله ما درباره "آیا ورق گالوانیزه زنگ می‌زند؟" را بخوانید.

روش‌های ضدزنگ و سطح‌کاری فولاد خودرو

برای افزایش طول عمر خودرو، علاوه بر گالوانیزه، روش‌های زیر هم استفاده می‌شود:

• E-coating (رنگ الکتروفورتیک)
• فسفاته‌کاری
• رنگ الکترواستاتیک
• پوشش‌های حرارتی برای اگزوز

این فرآیندها خوردگی را کاهش داده و عمر مفید خودرو را افزایش می‌دهند.

فولادهای پیشرفته (AHSS)؛ قلب تکنولوژی خودروسازی مدرن

چند سالی است که خودروسازها دیگر مثل قبل به فولادهای معمولی بسنده نمی‌کنند. نیاز به ایمنی بیشتر، وزن کمتر و مصرف سوخت پایین‌تر باعث شد نسل جدیدی از فولادها وارد خط تولید شود؛ فولادهایی که تحت عنوان AHSS – Advanced High Strength Steel شناخته می‌شوند.

این فولادها ترکیبی از استحکام فوق‌العاده بالا و فرم‌پذیری مناسب هستند، یعنی هم می‌شود به‌راحتی آن‌ها را شکل داد و هم می‌توانند بارهای سنگین و ضربه‌های شدید را بدون شکستگی تحمل کنند.

امروزه بسیاری از فولادهای AHSS مورد استفاده در صنعت خودروسازی، به‌صورت گالوانیزه یا گالوانیل تولید می‌شوند تا علاوه بر استحکام بالا، الزامات سخت‌گیرانه مقاومت به خوردگی را نیز برآورده کنند. این موضوع به‌ویژه در خودروهای شهری و مناطق با رطوبت بالا، اهمیت دوچندان پیدا می‌کند.

به همین دلیل، استفاده از فولاد گالوانیزه در صنعت خودروسازی به یکی از الزامات اصلی برای افزایش دوام بدنه، کاهش خوردگی و ارتقای کیفیت خودروهای مدرن تبدیل شده است.

چرا فولادهای AHSS این‌قدر مهم‌اند؟

• در تصادف، انرژی ضربه را بهتر جذب می‌کنند
• کابین خودرو را در برابر تغییر شکل محافظت می‌کنند
• اجازه می‌دهند با ضخامت کمتر، همان استحکام قبلی (یا حتی بیشتر) را داشته باشیم
• وزن خودرو را به‌طور محسوسی پایین می‌آورند

نسل دوم و سوم AHSS حتی یک قدم جلوتر رفته‌اند:

این فولادها مقاومت کششی آن‌ها تا ۱۵۰۰ مگاپاسکال هم می‌رسد؛ یعنی چند برابر فولادهای معمولی. با این حال همچنان قابلیت شکل‌دهی خوبی دارند و در بخش‌هایی مثل ستون‌ها، سقف، تیرهای عرضی و ساب‌فریم‌های سیستم تعلیق استفاده می‌شوند.

اهمیت AHSS در خودروهای برقی (EV)

سازندگان خودروهای برقی بیش از هر چیز با یک چالش روبه‌رو هستند: وزن. چون هرچه وزن خودرو بیشتر باشد: مصرف انرژی بالاتر می‌رود، فشار بیشتری روی باتری وارد می‌شود و برد خودرو کاهش پیدا می‌کند؛ اینجاست که AHSS تبدیل می‌شود به یک قهرمان واقعی. استحکام فوق‌العاده بالا + وزن کم = باتری سبک‌تر، ساختار مقاوم‌تر و برد بیشتر.

نتیجه؟ خودروهای برقی هم ایمن‌تر می‌شوند و هم کارآمدتر.

 فولاد ستون فقرات خودرو است؛ از بدنه و شاسی گرفته تا موتور، سیستم انتقال نیرو، تعلیق و ترمز. انتخاب نوع فولاد، کیفیت ساخت و مراقبت درست از آن، مستقیماً با ایمنی، دوام و عملکرد خودرو مرتبط است. تجربه نشان می‌دهد خودروهایی که از فولادهای پیشرفته و پوشش‌های محافظ استفاده می‌کنند، سبک‌تر، مقاوم‌تر و طول عمر بیشتری دارند.

فولاد به عنوان یک ماده مقاوم و پایدار در برابر فشار، حرارت و تنش‌های مکانیکی، در سیستم ترمز خودروها استفاده می‌شود. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که سیستم ترمز به‌طور ایمن و مؤثر کار کند و از ایمنی و عملکرد صحیح خودرو اطمینان حاصل شود. به طور کلی، در خودرو: ورق سیاه بیشتر برای قطعات بزرگ‌تر و سازه‌ای که به تحمل فشار و وزن نیاز دارند استفاده می‌شود. ورق روغنی برای قطعات ظریف‌تر و قابل شکل‌دهی بهتر مانند بدنه و پنل‌ها کاربرد دارد. بنابراین بر اساس تغییر قیمت ورق سیاه و روغنی ممکن است قیمت خودرو نیز تغییر کند.