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开个帖子给大家解惑，金属材料的抗压强度和抗拉强度的差别。
先转点资料谁是大忽悠? 揭秘德/日系车钢板强度内幕车身安全性作为汽车安全的基础标准受到了越来越多人的关注。与此相对应的，汽车行业俨然已经进入了钢板强度的“军备”竞赛中，很多日系车型钢板强度标号甚高，但是否车辆的钢板强度真的如厂家所说的那样吗？让我们一起透过谜团，看看汽车钢板强度背后的秘密。目前市面上的很多车型都公布了它们特有的车身安全技术，比如像前段时间上市的标致508，就是一款注重安全的中型轿车，厂家宣称其车身重要位置的钢板最高强度可达到1600MPa，已经达到潜艇级钢板强度。目前可以说购车者越来越关注安全问题，而很多厂家也花费大量“心血”在这点上。面是目前市面上主流汽车品牌“最高强度钢板”的使用情况，也许你会不相信自己的眼睛，似乎下面的钢板强度排行与我们潜意识中的排行有了非常大的不同。主流汽车品牌"最高强度钢"数据一览品牌官方宣称的类型官方标注最高强度长安马自达超高强度钢1480MPa北京现代超高张力钢1480MPa一汽奥迪热成型钢大于1000MPa长安福特硼钢大于1000MPa一汽大众热成型钢大于1000MPa东风本田高张力钢980MPa一汽丰田超高强度钢980MPa东风日产UHSS"超高强度钢"980MPa如果单看上表中的结果，我们会惊讶的发现大众、福特、丰田等“美、欧、日”最具代表性且销量名列前茅的汽车品牌居然都在车身钢板强度上“位居末席”，而奔驰、宝马等老牌豪华汽车品牌甚至少有公布“最高强度钢板”这一指标的习惯。如此的结果似乎与这些车辆真实的碰撞防护能力大相径庭，那么究竟是何种因素导致了上面所诉的局面呢？答案就是：钢板强度标准的问题。当然，这里所指的绝非汽车厂家“虚报”自己的钢板强度，而是钢板的强度具有“屈服强度”和“抗拉强度”两种不同的标准，目前很多厂家利用了钢板强度的不同标准，将屈服强度与抗拉强度两种标准进行混淆。从表面单位上看，均为Mpa，但两种标准之间的钢板强度有着很大的差异，所以才出现了这种让人眼花缭乱的现象。“屈服强度”即金属材料抵抗微量塑性变形的应力，对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限(符号：ReL或Rp0.2)。简而言之，屈服强度就是“用多大的力能把金属弄至变形”。而“抗拉强度”指金属材料在拉断前承受最大应力值(符号：Rm)，且在外力碰撞所导致的金属断裂中的首要衡量指标仍是“抗拉强度”。简而言之，抗拉强度就是“用多大的力把金属弄断”。在此我们也做了个小实验来说明屈服强度和抗拉强度，将一块塑料板假设成钢板，我们用很小的力量就能够使其变形，所以这块钢板的屈服强度很小，而如果我们想拉断同样一块钢板要用非常大的力量才能实现，说明这块板的抗拉强度非常大，所以我们可以看出，对于同样一块材料，它的抗拉强度要远大于屈服强度。&我们假设有A和B两辆车，A车关键位置钢板的抗拉强度为900MPa，B车关键位置钢板的屈服强度同为900MPa，根据上面的实验我们可知道，B车的钢板抗拉强度一定会远高于900MPa。那么当这两块钢板都受到900MPa的冲击力时，A车钢板将会发生断裂，而此时B车钢板仅会发生变形，并不会造成断裂。无论是屈服强度还是抗拉强度，两者都具有相同的单位“MPa(兆帕)”，这就使得厂家在宣传过程中着重突出“MPa”的数值大小而几乎没有厂家提及是“抗拉强度”还是“屈服强度”的原因。因此，汽车钢板的“屈服强度”显然才是最值得我们重视的指标。但是遗憾的是目前大部分超过1000MPa的钢板标号都是采用“抗拉强度”而非更有意义的“屈服强度”。简单地说，“不变形”或者“变形少”才是最关键的。&下表中的TRIP钢，使用“屈服强度”作为标准时强度为830MPa，但换用“抗拉强度”后却高达了惊人的1600MPa。所以当车身钢板标号使用“屈服强度”作为指标时，我们看到的数值便不会很高，而采用抗拉强度作为指标时，其强度数值自然会高的惊人。此追尾事故照片中，白色车车身钢板强度很高，在车头吸能区后的A柱基本没有发生变形，而黑色车辆被追尾后，由于车身钢板强度较低，车辆尾部已经发生了严重变形，并且大幅度溃缩，严重威胁了车内后排乘客的生命安全。只强调抗拉强度意味着车身钢板严重扭曲变形但并未断裂，然而后排乘客的生存空间已然堪忧；相同的MPa数值，你会选择抗拉强度还是屈服强度呢？在这张事故照片中，黑色轿车被巨大的工程车辆压在底部，但由于黑色轿车关键位置的钢板屈服强度很高，所以我们可以看出，其车身变形并不明显。&屈服强度更高的车身才能有效减少严重撞击中驾驶室的变形程度从而为驾乘人员留出至关重要的生存空间。毫无疑问，若需要一个更“体面”的数值，只能使用“抗拉强度”作为指标。但对于车辆实际的防护能力而言，屈服强度才是具有更重要意义的指标。而且“最高强度钢板标号”只是一个极限值，哪怕Body in White(白车身)中只有一个零件使用了这样的钢板，也同样可以堂而皇之的作为“最高强度钢板”的数值出现，但实际意义却几乎可以忽略。
引用 smjyyxs
19:14:07 发表于 主楼 的内容：
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各种飞机都以铝合金作为主要结构材料。飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。飞机依用途的不同，铝的用量也不一样。着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用，如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量 81%。军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量，如最大飞行速度为马赫数 2.5的F-15高性能战斗机仅使用35.5%铝合金。有些铝合金有良好的低温性能,在-183～-253[2oc]下不冷脆，可在液氢和液氧环境下工作，它与浓硝酸和偏二甲肼不起化学反应,具有良好的焊接性能,因而是制造液体火箭的好材料。发射“阿波罗”号飞船的“土星” 5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造。航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼都是用铝合金制做的。各种人造地球卫星和空间探测器的主要结构材料也都是铝合金。
引用 smjyyxs
19:17:42 发表于 1楼 的内容：
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首先，让大家了解一下世界上最强悍的军用舰艇钢板。为什么要先说军用的呢？因为军用的绝对比民用的要求高，才有可能是最强悍的！可以代表整个国家在该方面的技术水平。1、美国HY-80钢，60年代前的潜艇外壳用钢，屈服强度340MPa。也可使用该钢制造外壳的潜艇下潜到约230米。2、美国HY-100钢，专门用于核潜艇的耐压壳体，航母飞行甲板上也有少量用到，屈服强度也仅仅为690MPa 。其焊接难度相当大，焊接前要进行数次清洗，而且在焊接之前还要对焊接部位进行预热到约270度（此温度记忆不清了，多年前知道，现在懒得查了）。普通船体外壳都是不够级别用这么好的钢材的。3、美国HY-130钢，在1963年开始研发，直至今年来才开始正式使用，屈服强度也仅仅为890MPa。也就是说，美国只有最近服役的一到两艘潜艇才有可能用到该钢板。有兴趣的同学可以去网上搜索一下。可能有同学要问怎么搜不到？？？那是显然的，其实你看看潜艇的极限下潜深度就知道了，老的洛杉矶级核潜艇下潜450米（外壳用HY-80钢，屈服强度550MPa，古老的钢种），新的海浪级攻击核潜艇则可以下潜到610米（外壳用HY-100钢），再新一点的弗吉尼亚级攻击核潜艇下潜深度则是500米（可能依然使用的HY-100或使用了HY-130但对外保留了下潜深度参数，使用HY-130后潜艇下潜深度应该很轻松到800米）。注：潜艇下潜深度，99%与钢板的屈服强度有关。没有屈服强度高的钢材，你弄个再厚的板子，也下潜不了多深。下面再看看日本在钢板方面的最高技术水平3、上世纪60年代以前，日本建造潜艇，主要使用屈服强度为 290MPa & 的 & NS36 & 钢。4、上世纪70年代以前，日本建造潜艇，主要使用屈服强度为 450MPa & 的 & NS46 & 钢。5、上世纪80年代以前，日本建造潜艇，主要使用屈服强度为 620MPa & 的 & NS63 & 钢。6、上世纪结束钱，日本主要使用屈服强度为780MPa的NSS0钢建造潜艇。7、21世纪开始，日本在潜艇部分结构上开始使用屈服强度更高的NS110钢建造潜艇，具体参数不详，有知道的可以告诉我。由此可见，日本最新的技术应该就是这NS110钢了。由于日本的炼钢水平要比美国略差，估计NS110达不到890MPa的屈服强度，应该在830MPa左右。但实际大规模使用中，日本可能最高也只达到了NS63钢的水平，这可以从日本最新的亲潮级潜艇的下潜深度为500米可以很轻松的得出。马自达宣称的1480MPa，我不敢说是假的，有可能还是在研中的钢材型号。并不能达到量产。从美国研发一个HY-130就用了40年的时间，可看出这种特种高强度钢材的研发难度了。。。我们现在汽车所用的普通钢板屈服强度在210~550MPa之间，屈服强度在550MPa的高强度钢板也只用在很少部位的加强。这是因为高强度钢板的价格太高了。。。假如真的用上1480MPa的钢板，其采购成本至少要贵上10倍。不信？你随便去个正规的刚才市场问问，304#不锈钢跟316#不锈钢的差价有多少？两者的参数差多少？高昂的成本，使得一般汽车根本用不起这类超级无敌钢板。。。要减重怎么办？一是工艺减重法，像奔驰大卡的冲压加工法减重大梁，同样的载重，就是比你轻30%，斯太尔想学，学不了。只有用常规焊接大梁。。。而轿车都是承载式车身，是不可能通过这个途径减少重量的。二是降低钣金厚度，采用高强度钢板。这样也可以减轻质量，而不会对安全性产生大的影响。扯了这么多。。。没什么结论。。。只是想说说钢板这档子事，牛皮别吹大了！国人普遍文化水平低是硬伤，但多少还是有人懂一点点的。。。
引用 smjyyxs
19:24:55 发表于 2楼 的内容：
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45CrNiMoVA金属材料的屈服强度高，达到1330MPa。而45#仅为355MPa。材料强度够用即可，不要追求高强度指标，还要考虑经济指标。45CrNiMoVA适用于飞机、火箭的结构、构件材料。应该价格昂贵、供货奇缺。
引用 smjyyxs
19:26:15 发表于 3楼 的内容：
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超硬铝典型牌号有LC4，亦称超高强度硬铝，挤压件室温下的抗拉强度不小于539MPa。主要用于航空工业，飞机结构中主要受力元件。
引用 smjyyxs
19:30:44 发表于 4楼 的内容：
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7075铝合金是一种冷处理锻压合金，强度高，远胜于软钢。7075是商用最强力合金之一。7075铝合金结构紧密，耐腐蚀效果强，对于航空、船用板材最佳。普通抗腐蚀性能、良好机械性能及阳极反应。细小晶粒使得深度钻孔性能更好，工具耐磨性增强，螺纹滚制更与众不同。物理特性7075折叠编辑本段抗拉强度524Mpa：0.2%屈服强度455Mpa：伸长率11%
引用 smjyyxs
19:37:08 发表于 5楼 的内容：
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铝合金密度根据加入的合金元素不同而不同，一般在2.5~2.88之间，钢铁密度分为铸铁和钢，一般铸铁大约在6.6~7.7之间，钢的密度根据加入的合金元素不同而不同， 一般在7.8 ~8.7 之间。
引用 smjyyxs
19:37:18 发表于 6楼 的内容：
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无声的战争 汽车材料选择之铝合金和钢“用铝、还是用钢？”这个问题始终困扰着汽车工程师。铝合金一度威胁到汽车工业内钢铁在过去所扮演的领导地位，如果以铝和制造钢的原料铁来相比，不但重量减轻了一半，抗腐蚀性也更优于钢，但是铝的价格也相对昂贵，且在制造和维修上都很困难。因此近年随着超轻型高强度钢板的问世，也使得铝合金的优势部分丧失。相对于铝合金，不少汽车制造商更加倾向于选择高强度碳钢来替代普通钢材，不过铝和钢之间的战争，可不会就这么轻易结束。●　车用铝合金零件比重显著增加虽然消费者对于车辆安全性的要求越来越高，然而整个社会对于环保节能的呼声也相对提高，因此也使得汽车制造商们不得不寻求更坚固、更轻薄的造车原料，而铝与钢之间的战争也正由此展开。要制造一辆普通中型汽车必须耗去725公斤的钢和铸铁，还要再加上350公斤的冲压钢板。相比之下，铝合金在一款欧洲汽车内的所占重量，则是从1990年的50增加到2005年的131.5公斤（多数仍用于发动机内部件与气缸缸体），而且预计到了2010年还会再增加25公斤。跟制造钢原料的铁相比，铝的重量不仅减轻了一半，其抗腐蚀能力也更优于钢，种种特质也使得铝更加受到汽车工程师们的青睐。在今天的汽车历史中，已经出现过不少使用全铝合金打造车身的市售车，包括本田的超级跑车NSX以及奥迪为了彰显技术实力而推出的小型车A2，而目前在市面上仍在销售的车型则有奥迪 A8、R8和捷豹XJ是采用全铝合金车身。其中捷豹 XK更是将铝合金技术与轻量化优势发挥到极致，不仅车身零件结合总数从5,189个降至2,761个，车身刚性更一举提高了48％，同时还大幅瘦身达到90kg的效果（从1685kg减重至1,595kg）！全新XK车系的功率输出仅比起旧款车型小幅增加6hp，达到300hp的最大功率，但是在瘦身有成之后的重量/功率比，再加上悬吊系统的改良，换来的却是平易近人、更加灵巧的操控与驾驭感受。目前捷豹车厂的销售量12万570辆与15年前被福特收购前相比，呈现倍数成长。●　高强度钢材迎战铝合金铝合金的异军突起让车用钢铁供货商们倍感压力，因此他们也决定统一采取行动以对抗铝的威胁。早在1995年，便已有32家跨国钢铁生产厂商联合提出了“超轻碳钢车身”的概念，这种采用高强度钢材所制造的车身实现了更薄和更轻的结构，能使车身重量减轻达25％！轻薄化的车身确实提高了高强度钢材的销售数字，同时钢铁厂还对外宣称，这种材料还有另一大好处，也就是让汽车在EuroNCAP碰撞测试中得到更高的分数！欧洲新车评测系统（European New Car Assessment Program）中的碰撞测试，目前已经发展成为是欧洲新车量产前的必要程序，也早已成为消费者在购车时重要的一项参考依据，当今一款新车要想获得“不差”的安全声誉，得要在碰撞测试中得到4至5颗星的评分。根据沃尔沃安全中心工程师Marten Levenstam介绍，钢材质量的提高使得汽车业者能够制造出更具安全性的车身结构，并且还不增加车身重量。“您能用普通钢材构成撞击力道吸收区，用高强度钢构成超级安全的乘坐区！”Marten Levenstam说，经得起强力撞击的车型，才能得到NCAP更优异的评分，所以这对于汽车制造商们来说显然颇具吸引力。由于欧盟修改了汽车废气排放中的二氧化碳含量标准，将其限制在每公里130克，使得汽车设计师们的注意力也随之转移到能减轻车身重量的钢合金上。普通钢板的厚度通常为0.7到0.75mm，而今日的超强度钢板厚度则仅有0.65mm甚至更薄，新款欧宝赛飞利的发动机盖钢板便只有0.6mm厚！钢铁生产厂商Arcelor-Mittal、Robert Bosch GmbH与咨询公司Arthur D. Little的分析结果得出了一个发人深省的结论：仅仅减轻车身重量就能节省约5％的燃油，并且通过这样的方式来提高油耗表现，只需在每辆车上增加212欧元（约为2200人民币）的成本以购买高强度钢材。现有的省油科技包括可变气门与进气岐管、涡轮增压和汽缸间歇功能等，却绝对无法达到5％的节油效果，而且降低车身重量，还可有效减轻刹车系统的负荷并提高发动机效能。●　铝合金的技术瓶颈钢铁生产厂商Arcelor-Mittal认为，采用高张力钢板来减轻车身重量是比较经济的选择，他们也预料随着高张力钢板达到更高的经济规模，市售车的重量亦能够进一步减轻。尽管铝合金生产厂商无法反驳这一点，但是他们却用另一种观点对其提出质疑：如果想要降低二氧化碳的排放量，考虑到汽车的生命周期和资源回收性（铝的回收比例高于钢铁），铝显然优于钢！除了奥迪和捷豹之外，对于推出“全铝合金车款”有兴趣的车厂至今仍寥寥无几。宝马制造了铝钢材料混用的车身结构，但是首要原因却是基于平衡车身前后配重以提升操控性。宝马5系即是钢制车身和铝制车首（主要在发动机盖）的结合体实例，而X5仅在车身前半部用上了少数铝合金零件，其整体结构仍为钢制。不过仅仅是这种混合结构，就已经使得制造成本增加了25％，而这还不是让车厂头痛的唯一原因，因为铝在受热后体积大幅膨胀的金属特性，更使得铝制车用零件的制造难度大大增加，在焊接车身时必须使用特制夹钳，并采用特殊工艺才能将铝制零件固定在特定位置。包括通用汽车在内的国际性大车厂仍无法将铝合金广泛应用在旗下各车型上，主要原因就是考虑到处理铝制零件的特殊设备无法在遍布全球的组装厂与维修点广泛普及。由于铝金属价格昂贵，且在制造和维修上都很困难，因此汽车制造商更倾向于选择高强度碳钢来替代普通钢材。在1995年当时，几乎所有车厂都只会使用普通钢材造车，不过如今，每辆车平均已含有26％的高强度碳钢和6％更高等级的钢铁合金。根据Arcelor-Mittal市场研究部门主管Patrick Pichant的预测，高速钢（High-Speed Steel/高强度钢铁合金材料之一）的应用将会在5年内由现在的6％增加到12％，而由于欧盟对于二氧化碳排放量的严格限制导致车厂迫切需要减轻车身重量，高速钢也很可能会因而得到更广泛的应用。一个是源自于航空工业的轻量化材质（铝合金），一个是现有材料的技术升级（高强度钢材），看来铝和钢之间的战争在短期之内仍不会结束。
引用 smjyyxs
19:43:11 发表于 7楼 的内容：
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19:50:10 | 来自
顶楼主，不过有多少人能看完整了呢？反正我看完了，也完全看懂了，之前我也发过相关的帖子，虽然说得没有你专业，但是通俗易懂，结果招来一帮喷子，能理解的只有少数人，看来正像楼主说的，国人普遍文化水平有待提高
引用 ncszyx
19:50:10 发表于 8楼 的内容：
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楼主辛苦了
引用 老李菜-24 20:35:02 发表于 9楼 的内容：
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此主帖已经被txjlili推荐
帖子标题：
推荐理由：辛苦，想想当年学材料学。。。。。。
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引用 txjlili
21:19:23 发表于 10楼 的内容：
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21:22:17 | 来自
天籁是屈服强度980mpa最强钢，官方说的，不是抗拉强度
引用 逆天惊蛰-24 21:22:17 发表于 11楼 的内容：
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21:42:27 | 来自
引用 moron9
21:42:27 发表于 12楼 的内容：
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19:30:44 发表在
超硬铝典型牌号有LC4，亦称超高强度硬铝，挤压件室温下的抗拉强度不小于539MPa。主要用于航空工业，飞机结构中主要受力元件。
太长了，不看了。前几天刚送检了几个样品，45号钢热处理后的抗拉强度检测，结果是1100MPa。嗯，日本的所谓高强度刚也差不多这个水平。。。。
引用 木不只三
21:46:27 发表于 13楼 的内容：
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21:52:07 | 来自
顶楼主，知识贴
引用 陪着小猪晒太阳
21:52:07 发表于 14楼 的内容：
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23:09:43 | 来自
引用 Lin-24 23:09:43 发表于 15楼 的内容：
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23:16:22 | 来自
全部看完，赞！
引用 一竖Jimmy
23:16:22 发表于 16楼 的内容：
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然而没什么卵用！日本车安全好？为啥装不过别的车
引用 顶起来啊
23:23:14 发表于 17楼 的内容：
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21:22:17 发表在
天籁是屈服强度980mpa最强钢，官方说的，不是抗拉强度
嗯，天籁比美国最新核潜艇上用的钢还牛逼……人家研发了40年屈服强度才890MPa……
引用 lizhiyanoo
23:27:59 发表于 18楼 的内容：
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23:40:08 | 来自
21:22:17 发表在 天籁是屈服强度980mpa最强钢，官方说的，不是抗拉强度不知道你注意到最近南京宝马撞马自达那起车祸中，有辆侧面受撞击的天籁出租车，不是被宝马直接撞击的，而是被撞散架了的马自达撞的
引用 ncszyx
23:40:08 发表于 19楼 的内容：
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23:47:24 | 来自
23:27:59 发表在
嗯，天籁比美国最新核潜艇上用的钢还牛逼……人家研发了40年屈服强度才890MPa……虽然我赞同你对天籁用钢的质疑，但是还是要提醒一下，潜艇用钢的屈服强度不是最高的，之所以研发难度大，是因为潜艇用钢还需要同时满足很多其他性能指标，请看楼主的地板楼层和提及潜艇用钢的相关楼层
引用 ncszyx
23:47:24 发表于 20楼 的内容：
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