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随着汽车碰撞安全技术的不断升级，结构力学方面的优化是提升汽车安全性能的首要手段。通过不断优化的几何力学优化大大增强汽车的骨架刚性和整体强度。大虎悠专门在之前的文章里写过自己独门的“立木顶千斤”的绝世功法。 当然，几何力学方面的优化虽然效果显著，却往往在实际施展的过程中受到各种客观调价的约束：比如为了给乘员舱让空间而不得不做出的折弯、为了乘客的舒适感而不得不放弃过高的“中通道”地台等。 受限于客观条件所限无法很好的施展开几何力学的部位，并不是说我们工程师就放弃努力了。事实上我们会采用其他方法来增强这些尴尬位置的力学强度和结构刚度。其中效果最明确、被运用最多的手法，就是通过对材质的运用来实现目的。 除去目前新颖但却有噱头嫌疑的所谓“全铝车身”，大多数民用车辆的骨架材质依然是以钢铁为主的。钢材具有优异的综合力学性能，因此工业上也被运用的最多。而且钢铁材料可以非常容易的在冶炼过程中通过增减部分元素而达到不同的性能表现。 大家都知道，钢材其实是“铁碳合金”。主要成分是铁，然后含有碳，以及部分其他元素。其中比如简简单单的一个含碳量的多寡就能让钢材的力学性能大相径庭：低碳钢柔韧性好而硬度不足；高碳钢硬度高却很脆；中碳钢强度高，柔韧性和硬度之间平衡的较好。 在汽车工业上，最常用的是柔软的低碳钢。不是说低碳钢很软么？为何大量应用于汽车制造呢？其实含碳量越低的钢材，焊接性能越好，越容易完成高品质的焊接。而汽车制造离不开焊接工序，因此低碳钢才有了用武之地。 随着汽车钢材的强度要求越来越高，传统低碳钢的强度和硬度显然已经无法满足工程师的需求。因此在几十年前，锰钢就大行其道。锰钢就是在低碳钢的基础上添加了一些锰元素，锰元素对钢铁来说是一种强化元素。 锰钢冶炼成本低，也不需要热处理，所有的加工工艺和普通低碳钢几乎一样，但强度硬度却明显优于低碳钢，因此在汽车工业里被广泛运用长达几十年的时间。但进入21世纪后，锰钢的强度性能也越来越无法满足日新月异的新要求了。 于是新的元素添加到钢铁中，炼钢专家们开始试验各种其他的元素。镍钢、铬钢、铬镍钢、铬镍锰钢……各种各样的不同钢材被冶炼出来，这些钢材在汽车变速箱、齿轮、轴类部件中得到广泛运用，但因为焊接、冶炼成本等因素一直无法进入汽车的车身制造领域。 随着冶炼技术的进步，元素周期表中一个非常常见的元素进入了炼钢专家们的眼中，它就是硼。硼是大自然中储量最丰富的矿物之一 ，硼的结晶体是地球上硬度仅次于钻石的物质，几乎只要是添加过硼的材料硬度都会大大提高。比如机油添加剂中很出名的纳米氮化硼就是其中代表，而在钢铁工业里，硼钢，就是硼元素应用于钢铁的具体案例。 而且硼钢的冶炼成本并不高：仅仅添加0.001％的硼就可成倍地增加钢的淬透性（这意味着即使是非常厚的钢块都能轻易的拿去完美淬火）和硬度。强度、韧性和耐磨性也都优于普通钢材。因此硼钢一直一来都被广泛应用于军事武器制造中。随着产量的不断增大，后来开始转为民用。 被应用于汽车制造行业的硼钢表现出的实际强悍令人感到匪夷所思！大锤子砸，汽车碾压、吊车撕扯都对它无能为力。硼钢天生具备的超高强度技术达到了令人发指的程度。 在汽车骨架制造领域，硼钢与传统低碳钢、锰钢不同的是，它需要配合特定的热处理（淬火、回火等）才能将隐藏的超高强度、硬度、弹性发挥出来。经过热处理的硼钢无论硬度、强度相比传统钢铁而言都是几何倍数的提升！但热处理对于汽车制造角度来说是提高了成本。 最早运用硼钢材质的是以沃尔沃为代表的品牌，后来随着沃尔沃与福特的一段姻缘，福特也掌握了硼钢车身的制造技术。在之后随着福特与马自达之间的姻缘，马自达也开始在自己的当家产品中运用硼钢技术。国内目前海马汽车的部分型号也有硼钢的运用。 |
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