1月13日消息,最近这些年,高强度钢在汽车领域的应用好像演变成了一场“军备竞赛”——你用1500兆帕的,我就升级到2000兆帕,有的甚至用到2200兆帕,核心就是要比别人更胜一筹,同时抢占舆论上的优势地位。
然而车身所用材料的强度真的是越高越好吗?最近,理想汽车CEO李想在一段视频中谈及了这个问题,还道出了“强度并非越高越好”这一看似有违常识的真相。随后,理想汽车材料技术负责人“吉超超有材”也公开进行了科普解答。

1、强度只是单一维度,而材料在碰撞过程中的受力状态是多维度的,强度更高,不代表这个材料更安全。
一般来说,我们常说的“材料强度”,多数时候指的是“抗拉强度”,它体现了材料在承受拉伸作用时抵御损坏的能力;至于韧性,则是指材料在发生损坏后,能够阻止裂纹进一步扩展的能力。
这两个指标往往是相对的对立关系,即过度追求前者,可能导致后者骤降。
强度过高、韧性不足的材料,在遭遇极端冲击时往往更易发生脆断,从而引发更严重的安全风险。就像视频3所展示的那样,强度达到2000MPa的常规钢材虽然硬度更高,却早早出现断裂;在某些特定工况下,其实际碰撞性能甚至不如强度稍低(1500MPa)的钢材。
比碰撞脆断更危险的是,强度过高的钢,在不受力的情况下,甚至也可能开裂,这种现象,金属学上称之为“氢脆”。
历史上有个著名案例:1943年,美国俄勒冈州一艘刚完工不久的巨轮,在一个风平浪静的夜晚,毫无征兆地断成了两截(图4)。
事故发生后,有人甚至认为这是某种神秘的“超自然力量”导致,但后来科学家分析,油轮断裂的原因很可能就是“氢脆”。
某些高强度钢材在制造过程中可能渗入微量氢原子,这些氢原子会在材料内部潜伏、聚集,甚至可能在毫无外力作用的平静时刻,导致零件突然开裂。
“氢脆”的风险体现在隐蔽性强、难以预测且后果严重,若其发生在汽车上,或许会出现车辆正常停放时,突然发出咯嘣声响,某个高强钢部件随即开裂的情况。
而目前业内公认的,大多数情况下,强度越高,氢脆的风险会更大,控制难度会更高。
2、材料使用从来不是“堆参数”,是要讲究平衡的。
就像李想在视频里说的,要把“强度”这些单维度的参数放到整体的系统里面去看。
为了保障乘员安全,有些地方要“强”,比如乘员舱的关键位置必须用超高强度钢,坚不可摧,保障生存空间尽量不变形。
而同样是为了保障乘员安全,有些地方要“软”,比如前后吸能区必须科学地“软”,通过可控的变形,主动吸收、消散掉碰撞能量。
盲目追求更高的强度,让该软的地方硬起来,冲击力便会毫无缓冲地撞向乘员舱,反而更危险。
3、说高强度可能不好,那理想自己为啥连续发布了多个行业突破高强度材料?是大型双标吗?
当然不是的,正因为了解高强钢的种种风险,所以在材料开发的过程中就做了特殊的管控或者会限制其应用场景,提前规避风险。
就像视频里呈现的理想自主研发的2000MPa热成型钢2000IH,在增强强度的同时,借助特殊的微合金设计,并未降低韧性,因此在实际测试里的表现要显著优于市面上同等强度的热成型钢。
再举个例子,理想汽车自研的防撞梁采用的是6000HS铝合金型材,这种材料属于6000系(Al-Mg-Si系)铝合金中的高强度类型,而非直接选用强度更易达标的7000系铝合金,因此其韧性也得到了良好的控制。
再举个例子,理想汽车LeS6Ultra铝板采用的是传统汽车铝板未采用的T6热处理工艺,而非单纯通过添加合金来提升强度。这种方式既让铝板具备了更高的强度,又保证了良好的韧性,对电池底护板的抗冲击性能十分有益,目前该铝板已应用于理想i6车型。
诸如此类,追求的,从来不是单一的强度数字,而是在可控风险下,实现强度与韧性的最优组合。
最后他总结称,强度当然不是越高越好,“敬畏”汽车安全系统的复杂性,远比“崇拜”单一的数字重要得多。