Roostevabast terasest materjalide kasutamine ja väljavaated autotööstuses

Rahvamajanduse arenguga ja inimeste tarbimise paranemisega on roostevaba terase tarbimine tõusutrendis. Roostevaba terase kasutamine autotööstuses on üks kiiremini kasvavaid rakendusvaldkondi. Kasutades ülitugevat roostevabast terasest valuvormi, saab sõiduki kere kaalu oluliselt vähendada ja suurendada värvimisstruktuuri tugevust. Roostevabast terasest sõiduki paneelide ja dekoratiivsete osade kasutamine võib vähendada hoolduskulusid. Lisaks sellele kasutatakse roostevaba terase kloriidioonikorrosioonikindluse ja kuumakindluse eeliseid, mida kasutatakse autode väljalaskesüsteemis. Autotööstus on roostevaba terase rakenduste peamine arenduskeskpunkt.

Roostevaba teras ei ole mitte ainult korrosioonikindel, vaid ka heade füüsikaliste omaduste ja pinnakvaliteediga. Seda kasutatakse laialdaselt autotööstuses. Vastavalt erinevatele osadele on autotööstuses erinevad nõuded roostevaba terase pinnaomadustele, mehaanilistele omadustele ja füüsikalistele omadustele, mida võib jagada umbkaudu viide kategooriasse: roostevaba teras autode väljalaskesüsteemide jaoks, roostevaba teras autode kütusepaakide jaoks, roostevaba teras autode raamide jaoks, roostevaba teras autode jaoks ja roostevaba teras autode kaunistamiseks.

Roostevaba teras autode väljalaskesüsteemide jaoks

Automootorite jõudluse paranemisega ja heitgaasimääruste karmistumisega tõuseb mootori poolt väljutatavate gaaside temperatuur üha kõrgemaks. Viimasel ajal on mõnede mootorsõidukite heitgaaside temperatuurid jõudnud kuni 900 ℃ ja on tendents kõrge temperatuuriga (kuni 950 ℃). Sellest tulenevalt nõuab autotööstus, et heitgaasisüsteemi komponentidel oleks suurepärane soojus- ja korrosioonikindlus, kuid samas ka võimalikult kerge kaal. Kuumakindlat valuterast ja kuumakindlat terast on nüüdseks hakatud kasutama varasemate valuterasest ja tavalisest terasest komponentide asendamiseks. Vastavalt heitgaasisüsteemi erinevatele osadele on gaasitemperatuur, komponentide struktuur ja korrosioonikeskkond oluliselt erinevad. Seetõttu ei nõua autode väljalaskesüsteemid mitte ainult, et tootmismaterjalidel oleks kõrge temperatuuri oksüdatsioonikindlus ja kõrgtemperatuuriline tugevus, vaid et neil oleksid ka termilise väsimuse omadused, kõrgtemperatuuriline korrosioonikindlus ja muud omadused. Mootori lähedal asuvas kõrge temperatuuriga piirkonnas on nõutavad materjaliomadused peamiselt kõrge temperatuuritaluvuse, termilise väsimuse omaduste, oksüdatsioonikindluse ja kõrge temperatuuriga soolakorrosioonikindlus; mootorist kaugemal asuvates piirkondades peab materjal olema hea soolakindlus ja kondensatsioonivee korrosioonikindlus; sõiduki kere tagaosas asuva otsatoru materjal peab olema mitte ainult hea korrosioonikindlusega, vaid ka esteetiliselt meeldiv.

Väljalaskesüsteemis kasutatava roostevaba terase kogus moodustab üle poole autodes kasutatavast roostevaba terase koguhulgast, kusjuures 80% on ferriitne roostevaba teras. 409L, 436L jne on tavaliselt kasutatavad roostevaba terase kvaliteediklassid. Majanduslikust ja praktilisest seisukohast lähtudes valivad mõned Euroopa ja Ameerika riigid oma heitgaasisüsteemide jaoks 0Cr11Ti tüüpi ferriitilist roostevaba terast, samas kui Jaapanis kasutatakse 13Cr-17Cr tüüpi ferriitilist roostevaba terast ja selle täiustatud versioone.

Roostevaba teras autokütusepaakide jaoks

Kütusepaak on autode oluline ohutus- ja funktsionaalne osa. Kütusepaagi terasplaatmaterjalil peavad olema mitmesugused suurepärased omadused, sealhulgas suurepärane stantsimisvormimise jõudlus, suurepärane keevitustehnika ja kõrge korrosioonikindlus (kütuse sisemine korrosioonikindlus ja väline korrosioonikindlus karmides keskkondades). Roostevaba teras on lisaks tavalisele süsinikterasele kattekihile veel üks terasevalik autode kütusepaakide jaoks ja seda kasutatakse praegu kogu maailmas. Roostevabast terasest valmistatud kütusepaakidel ei ole mitte ainult kütuse lekkeoht, vaid ka suurepärane korrosioonikindlus ja hea vormitavus. Nende eeliseks on ka see, et nende katmise protsess on säästlik või lihtsustatud ja neid on lihtne taaskasutada.

Praegu kasutatakse autode kütusepaakides tavaliselt austeniitilist roostevaba terast, näiteks SUS304L. Arvestades pingekorrosiooni pragunemise ja maksumusega seotud probleeme, püüavad paljud terasetootjad arendada kütusepaakide jaoks välja ferriitilist roostevaba terast. JFE teatas 2003. aasta juulis, et on edukalt välja töötanud kõrge korrosioonikindluse ja vormitavusega ferriitilise roostevaba terase 18Cr-1.45Mo-Ti (kaubanimi JFE-SX1), mida kasutatakse mootorsõidukite kütusepaakides ja muudes kütusesüsteemide komponentides. Kuna selle korrosioonikindlus on lähemal SUS304-le kui teistel ferriitilistel roostevabadel terastel ja selle suurepärane stantsitavus, on see ainus Ameerika Raud- ja Teraseliidu (AISI) alluvuses tegutsev Steel Fuel Tank Strategic Alliance (SASFT) poolt määratud ferriitiline roostevaba teras.

Roostevaba teras autode raamide jaoks

Roostevabast terasest valmistatud komposiitraamide suurimaks omaduseks on kõrge jäikus, sest roostevaba teras ei taga mitte ainult piisavat tugevuse ja kaalu suhet, vaid on ka hea plastilisuse, sitkuse, vormitavuse ja keevitatavuse poolest. Kombineerides modulaarse autoraami disaini ja roostevabast terasest materjalide suurepäraseid omadusi, saab valmistada auto, mis on eriti kerge, hea löögikindlusega, kõrge ohutuse ja töökindlusega ning pika elueaga. Sellist raami saab ka täielikult ringlusse võtta. Jaapani roostevaba terase ettevõtted teevad kõvasti tööd, et uurida autode jaoks mõeldud kõrgtugevat roostevaba terast ning 12% kroomi sisaldavat roostevaba terast on edukalt rakendatud kiirete sõiduautode puhul. AISI409 ferriitilisest roostevabast terasest valmistatud kere üldine kasutusiga on üldiselt 15-20 aastat.

Välismaal välja töötatud madala legeeriga topeltstabiliseeritud roostevaba teras, mis sisaldab 12% kroomi, on ületanud halva töödeldavuse puudused. Terase struktuur on ferriit ja väike kogus martensiiti. Keevitatavus on hea ja voolavuspiir on parem kui austeniitsel roostevaba terasel, kuid hind on ainult pool austeniitsest roostevabast terasest. Praegu on sellised riigid nagu Lõuna-Aafrika, Ühendkuningriik, Austraalia, Belgia jne võtnud järjestikku kasutusele roostevabast terasest 3Cr12, et valmistada suuri busse, söetranspordivahendeid, metroosõidukeid ja mitmesuguseid puhastussõidukeid (sealhulgas lennujaama suured puhastussõidukid, sprinklerid ja haagised) või kombineerida roostevabast terasest 3Cr12 ja 304L.

Autotööstuse roostevabast terasest komponendid

Roostevaba terast kasutatakse laialdaselt ka erinevates komponentides. Metallist tihendusrõngad, mida esindavad roostevabast terasest tihendusrõngad, on muutunud traditsiooniliste asbestist tihendusrõngaste peamiseks asendajaks. Metallist tihendusrõngas, mis on valmistatud kummist ja kaetud roostevabast terasest aluspinnana. Roostevabast terasest alusmaterjalina kasutatakse tavaliselt SUS301, mille eelised on kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus ja hea elastsus. Lisaks sellele võib mootori töötamisel tekkida rida vigu, mis on tingitud õli temperatuuri tõusust, õli viskoossuse vähenemisest ja õli kvaliteedi halvenemisest. Autotööstus on alati kasutanud õli jahutamiseks torukujulisi soojusvaheteid. Jahutuse tõhususe ja kompaktse struktuuri parandamiseks on mõned tootmisettevõtted läinud üle roostevabast terasest plaadist soojusvahetitele, kasutades enamasti materjale SUS304, SUS430 ja SUS409L. Kuigi autode kinnitusdetailide puhul kasutatakse traditsiooniliselt madala legeeriga külmpressitud terasest materjale, ei ole roostevaba teras haruldane autode mootorisüsteemi ja jõuülekandesüsteemi mõnes osas, kus keskkonnatingimused on äärmiselt karmid, ning nende kasutamine on tõusuteel. Autokinnitite puhul kasutatakse tavaliselt roostevabast terasest materjale SUS410, SUS304, SUS316, SUS430J1L, SUH660 jne.

Roostevaba teras autode kaunistamiseks

Roostevaba terase kasutamine autode sise- ja väliskatete dekoratiivmaterjalina on pika ajalooga ja selle kasutusala laieneb üha enam. Et autod näeksid ilusad välja, kasutavad tootmisettevõtted roostevabast terasest sisendeid, antenne ja ratta katteid sedaanidel, samuti roostevabast terasest käsipuid, turvakaitseraudu ja vedrustustangesid suurtel sõiduautodel ja sõidukitel. Muud autode väliskomponendid ei ole ainult varustatud oma funktsioonidega, vaid ka dekoratiivsete funktsioonidega. Kulude vähendamiseks kasutatakse tahavaatepeeglites peamiselt SUS430J1L seeria roostevaba terast ja mõnedes kõrgekvaliteedilistes sedaanides SUS436J1L seeria roostevaba terast; auto klaasipuhastites kasutatakse sageli SUS430, SUS304, SUS301 jne; esilaternate hoidik on valmistatud sellistest teraseklassidest nagu SUS430. Autode turvaseadmed kasutavad samuti roostevaba terast. Näiteks turvavööpinguti puhul kasutatakse roostevabast terasest SUS301, turvapadja andur ja võimenduspump kasutavad peamiselt roostevabast terasest SUS304 ja SUS304L ning ABS-andurrõngas kasutab selliseid teraseklasse nagu SUS434 ja SUS444.

Autotööstus on praegu üks kõige kiiremini arenev roostevabast terasest rakenduste valdkond. Võttes arvesse tootmis-, hooldus- ja energiakulu, on roostevabast terasest autod oluliselt madalamad kui alumiiniumsulamist ja süsinikterasest autod, mis teeb neist kõige ökonoomsemad ja suure arenguperspektiiviga sõidukid.

Roostevabast terasest roll autotööstuse materjalides

Roostevaba teras on muutumas autode tootmismaterjalide põhiliseks osaks. Selles on ühendatud tugevus, pikaealisus ja luksuslikkus. Materjali iseloomulikud omadused muudavad selle mitmekülgseks kasutamiseks sõidukite ehituses.

Traditsiooniliselt kasutati roostevaba terast ainult rooste- ja korrosioonikindlate osade jaoks. Nüüdseks on selle kasutusala siiski laiem, ulatudes ka elutähtsate konstruktsioonielementideni. See muutus rõhutab selle tähtsust kaasaegses autodisainis ja selle kasvavat nõudlust autotööstuses.

Selle populaarsusele aitavad kaasa mitmed omadused:

• Kõrge kulumiskindlus
• Suurepärane vastupidavus
• Esteetiline atraktiivsus sise- ja välisruumides

Roostevabast terasest peamised eelised autotööstuse terasrakendustes

Roostevaba teras pakub autotööstusrakendustes olulisi eeliseid. Üks peamine eelis on selle korrosioonikindlus, mis pikendab sõiduki kasutusiga. See kvaliteet vähendab ka hooldusvajadust, säästes nii tootjate kui ka tarbijate raha.

Teine oluline eelis on materjali tugevuse ja kaalu suhe. See aitab oluliselt kaasa kütusesäästlikkuse suurendamisele, mis on autode arenedes oluline aspekt. Kergemad sõidukid tarbivad vähem kütust, mistõttu on roostevaba teras atraktiivne valik keskkonnasõbraliku disaini jaoks.

Roostevabast terasest kasutamise peamised eelised on järgmised:

• Suurepärane korrosioonikindlus
• Suurendatud kütusesäästlikkus
• Märkimisväärne kulude kokkuhoid hoolduskulude osas

Roostevaba terase tavapärased kasutusalad kaasaegsetes autodes

Roostevaba terast kasutatakse laialdaselt kaasaegsete sõidukite eri osades. Selle kasutusala ulatub kaugemale kui ainult esteetika, sest see teenib ka funktsionaalseid eesmärke. Autotootjad hindavad roostevaba terast selle mitmekülgsuse ja vastupidavuse tõttu.

Roostevaba terase populaarsed kasutusalad kaasaegsetes autodes on järgmised:

• Väljalaskesüsteemid
• Kütusepaagid
• Struktuursed komponendid

Uuendused ja tulevikuväljavaated roostevabast terasest autotööstuses

Roostevabast terasest kasutamine autotööstuses areneb pidevalt. Välja töötatakse uusi sulameid, et suurendada jõudlust ja vähendada kaalu. Need uuendused on tingitud vajadusest jätkusuutlikumate ja tõhusamate sõidukite järele.

Hiljutiste edusammude hulka kuuluvad:

• Paremad töötlemistehnikad
• Suurendatud korrosioonikindlus
• Kerged ja suure tugevusega sulamid

Tootjad uurivad roostevaba terase kasutamist elektri- ja hübriidsõidukite jaoks. Selle mittemagnetilised omadused on sedalaadi autode jaoks kasulikud. Jätkusuutlikkuse suunas liikumine muudab roostevaba terase oluliseks materjaliks tulevikus.

Kokkuvõte: Autotööstuse terasetootmise muutuv maastik

Roostevaba teras mängib autotööstuse tuleviku kujundamisel olulist rolli. Selle mitmekülgsed rakendused ja eelised on vaieldamatud. Uuenduste jätkudes suureneb selle tähtsus veelgi.

Autotööstuses toimuv üleminek säästvamatele tavadele sobib hästi kokku roostevaba terase omadustega. Jätkuvate uuringute abil jätkab see materjal autotootmise piiride avardamist.