不久前，美國(guó)著名安全測(cè)試機(jī)構(gòu)IIHS（高速公路安全協(xié)會(huì)）進(jìn)行了一場(chǎng)別開(kāi)生面的碰撞試驗(yàn)：一輛2009款的雪佛蘭Malibu以64km/h速度與一輛1959款雪佛蘭Bel Air 40%重疊正面相撞。結(jié)果，2009款雪佛蘭Malibu車(chē)內(nèi)的駕駛席假人幾乎毫發(fā)無(wú)損，而雪佛蘭Bel Air車(chē)內(nèi)駕駛員席假人頭部、胸部和下肢等部位均遭受到毀滅性傷害。同一品牌的兩款車(chē)型為何在安全性上差別如此之大呢？這一方面是因?yàn)?009款的雪佛蘭Malibu采用了安全氣囊、預(yù)緊式安全帶等先進(jìn)的安全配置；更重要的是50年來(lái)，汽車(chē)安全車(chē)身設(shè)計(jì)技術(shù)有了根本性的變革。今天，以雪佛蘭Malibu為代表的新車(chē)型無(wú)不大量采用高強(qiáng)度鋼板來(lái)增強(qiáng)車(chē)身抵御碰撞沖擊的能力，這也使得其安全性有了質(zhì)的提高。

安全不安全，車(chē)身材料是關(guān)鍵

碰撞時(shí)，車(chē)身承擔(dān)著吸收、分散碰撞能量和抵御變形的職責(zé)，因此是決定安全的最關(guān)鍵一環(huán)。但真正起作用的部分不是我們所摸到的發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車(chē)門(mén)這些部件。而是內(nèi)部核心的安全件。這些部件主要包括A/B/C柱、前后保險(xiǎn)杠（及吸能盒）、前縱梁、門(mén)檻梁、車(chē)門(mén)防撞梁，車(chē)頂縱梁等部件。這些部件采用的材料性能優(yōu)劣，將直接決定車(chē)輛的安全性能。

目前車(chē)身部件所采用的材料主要以鋼材為主，且主要是鋼板。其它材料，如鋁合金、碳纖維等，因?yàn)槌杀据^高，只應(yīng)用在少數(shù)豪華車(chē)和超級(jí)跑車(chē)上。AHSS (advanced high strength stee，先進(jìn)高強(qiáng)度鋼)是一種新近出現(xiàn)的鋼板材料，它在汽車(chē)領(lǐng)域的大量應(yīng)用為車(chē)身設(shè)計(jì)帶來(lái)了一場(chǎng)革命。

什么是AHSS

依照世界鋼鐵協(xié)會(huì)的定義，AHSS 是指抗拉強(qiáng)度在500MPa到1500MPa之間（屈服強(qiáng)度在280MPa到1200MPa之間的鋼材。這種鋼板材料不僅強(qiáng)度高，可以抵御高速碰撞的沖擊變形，而且具有很好吸能性，因此在提高安全性方面起著非常重要的作用。目前AHSS主要應(yīng)用于車(chē)身上關(guān)鍵的安全件和加強(qiáng)件，且日益受到各大汽車(chē)公司的青睞。據(jù)世界鋼鐵協(xié)會(huì)的研究數(shù)據(jù)顯示，目前平均每車(chē)的AHSS使用量約在68kg左右，而到2020年這一數(shù)字將會(huì)達(dá)到204kg。大量采用高強(qiáng)度鋼不僅可以使車(chē)輛的耐撞性及乘員安全性大幅提升，而且整車(chē)的重量也可以顯著地減輕，從而減少油耗及尾氣排放。

AHSS材料和傳統(tǒng)鋼板相比，不僅強(qiáng)度更高，而且拉伸性能也更為出色，即吸能特性比較好，同時(shí)它的焊接工藝和傳統(tǒng)鋼板材料相近，因此可以比較方便地由傳統(tǒng)鋼板部件升級(jí)到AHSS部件。而和鋁合金、碳纖維等材料相比，AHSS具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，因此是目前提高車(chē)輛安全性的一種最為有效且可行的解決方案。

作為一種先進(jìn)的鋼板材料，世界上只有少數(shù)公司掌握了生產(chǎn)AHSS的核心技術(shù)，其中瑞典SSAB鋼鐵公司就是該領(lǐng)域的領(lǐng)先者。SSAB是一家年產(chǎn)僅600萬(wàn)噸的“小鋼廠”。但在特種鋼領(lǐng)域，它卻是一家非常著名的公司，它所生產(chǎn)的各種特種鋼在工程機(jī)械、商用車(chē)及轎車(chē)領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用，其中專(zhuān)為乘用車(chē)行業(yè)開(kāi)發(fā)的DOCOL系列先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板更是廣泛應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)。沃爾沃、寶馬、大眾等國(guó)外知名汽車(chē)公司都采用了它的AHSS產(chǎn)品。

車(chē)門(mén)防撞梁——最應(yīng)采用高強(qiáng)度鋼的部件

分析Euro NCAP近兩年來(lái)的測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)車(chē)型在側(cè)面碰撞項(xiàng)目上都是獲得滿(mǎn)分或接近滿(mǎn)分的成績(jī)，而C-NCAP測(cè)試的很多車(chē)型側(cè)面碰撞成績(jī)卻不是很理想，特別是很多小型車(chē)側(cè)面碰撞成績(jī)非常差。這除了與我國(guó)側(cè)面安全氣囊及側(cè)氣簾的配置率較低有關(guān)外，側(cè)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不同也是造成這種差距的關(guān)鍵因素，其中尤以車(chē)門(mén)防撞梁最為關(guān)鍵。

當(dāng)發(fā)生側(cè)碰事故時(shí)，車(chē)內(nèi)乘員的胸部是最容易受傷的部位，而其受傷的嚴(yán)重程度直接與車(chē)門(mén)的侵入變形速度有關(guān)。在車(chē)門(mén)上采用高強(qiáng)度鋼材料的車(chē)門(mén)防撞梁可以有效減緩車(chē)門(mén)的侵入變形速度，從而降低車(chē)內(nèi)乘員胸部受到的傷害。在C-NCAP側(cè)面碰撞試驗(yàn)中獲得高分的車(chē)型，基本上都采用了高強(qiáng)度車(chē)門(mén)防撞梁，而得分較差的車(chē)型往往是沒(méi)有車(chē)門(mén)防撞梁，或是車(chē)門(mén)防撞梁的強(qiáng)度不夠。

車(chē)門(mén)防撞梁不僅在側(cè)碰事故中起著非常重要的保護(hù)作用，它在正碰事故中也發(fā)揮著重要的作用，是分散及傳遞前部碰撞力的重要途徑之一，可以更加有效地將前部碰撞產(chǎn)生的能量分散到車(chē)輛的中部和后部，從而減輕車(chē)內(nèi)乘員受到的傷害。正是由于車(chē)門(mén)防撞梁在碰撞中發(fā)揮著如此重要的作用，因此各個(gè)整車(chē)廠家無(wú)不采用AHSS材料制作的車(chē)門(mén)防撞梁。車(chē)門(mén)防撞梁一般是車(chē)身上強(qiáng)度最高的部件，某些新型的車(chē)門(mén)防撞梁強(qiáng)度可以達(dá)到100MPa甚至是1300MPa以上。

AHSS在汽車(chē)領(lǐng)域大有可為

除了車(chē)門(mén)防撞梁最應(yīng)采用AHSS材料以外，AHSS還廣泛應(yīng)用在保險(xiǎn)杠、座椅導(dǎo)軌及車(chē)身結(jié)構(gòu)件上，從而顯著提高車(chē)輛的安全性。

當(dāng)汽車(chē)與其他車(chē)輛或障礙物發(fā)生低速碰撞時(shí)，前保險(xiǎn)杠骨架對(duì)保護(hù)翼子板、散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和燈具等部件同樣起著至關(guān)重要的作用。對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，這直接影響著發(fā)生碰撞事故后的維修費(fèi)用。 主橫梁的強(qiáng)度對(duì)整個(gè)保險(xiǎn)杠骨架系統(tǒng)起著決定性作用，目前在歐洲主橫梁的鋼材普遍使用抗拉強(qiáng)度高達(dá)1000MPa以上的AHSS鋼材，其厚度一般2mm左右。根據(jù)測(cè)算，如果用420MPa的中等強(qiáng)度鋼等效替代厚度至少要達(dá)到6mm，其質(zhì)量可想而知。

座椅導(dǎo)軌也是決定車(chē)輛安全性的關(guān)鍵部件。發(fā)生碰撞時(shí)，3點(diǎn)式安全帶的勒緊座椅的力可以達(dá)到8000N，如果座椅導(dǎo)軌強(qiáng)度不夠的話(huà)，那么座椅很容易發(fā)生前移。座椅上乘員的胸部、腿部都可能會(huì)與內(nèi)飾件發(fā)生二次碰撞從而造成嚴(yán)重傷害。此外，A柱、B柱、C柱等關(guān)鍵部件采用AHSS材料可以大幅提高車(chē)身的耐沖擊性，從而保證車(chē)內(nèi)乘員的生存空間。

小型車(chē)——AHSS助其提高安全性

1.3L排量以下的小型車(chē)節(jié)油、環(huán)保，因此是世界各國(guó)都紛紛鼓勵(lì)發(fā)展的車(chē)型。但是受成本及尺寸所限，這些車(chē)型往往安全性不佳。以我國(guó)為例，在C-NCAP測(cè)試中獲得2星級(jí)評(píng)價(jià)車(chē)型大多數(shù)為小型車(chē)。國(guó)外NCAP機(jī)構(gòu)的測(cè)試中，很多小型車(chē)的安全性也不是很理想。

大量采用AHSS可以顯著地提高小型車(chē)的安全性，使其在碰撞中能夠提供更為出色的安全性能，菲亞特500就是一個(gè)典型例子。這款曾當(dāng)選為“2008 Car of the Year“（歐洲年度風(fēng)云車(chē)）的小型車(chē)，具有同級(jí)車(chē)中少有的高安全性。該車(chē)在2007年Euro NCAP的測(cè)試中以37分的成績(jī)（成人保護(hù)方面）獲得了5星級(jí)評(píng)價(jià)。Euro NCAP稱(chēng)贊這款車(chē)型“菲亞特并沒(méi)有因?yàn)?00是款小型車(chē)就降低它的安全水準(zhǔn)。”

菲亞特500全車(chē)有22個(gè)關(guān)鍵安全件采用了SSAB的AHSS材料。和傳統(tǒng)車(chē)型相比，這些部件強(qiáng)度更高，因此抵御碰撞沖擊的能力也就更強(qiáng)，因此為車(chē)內(nèi)乘員提供了更好的保護(hù)。2009年剛剛上市的大眾新Polo也采用SSAB Docol AHSS生產(chǎn)的部件，在歐洲NCAP 2009年的碰撞試驗(yàn)中，同樣獲得5星級(jí)安全評(píng)級(jí)。斯柯達(dá)晶銳，也裝配了采用SSAB Docol 1200M制成的底梁，該車(chē)在C-NCAP的測(cè)試中獲得5星級(jí)評(píng)價(jià)。

編后語(yǔ)：正是因?yàn)锳HSS材料對(duì)于提高車(chē)型的安全性具有如此重要的作用，我們可以預(yù)計(jì)，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)AHSS在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加普及。