【技术前沿】本制铁拓展新一代钢制汽车技术解决方案

日本制铁公司正在进一步拓展其2019年提出的新一代钢制汽车概念“NSafe^®-AutoConcept（下称NSAC）”方案。NSAC中，假设了实现大幅轻量化和提高安全性的新一代钢制汽车各部件所需的性能，不仅推进先进原材料的开发，还推进了能最大限度发挥材料性能的部件结构开发以及实现该结构的加工技术的开发。目前，CASE（联网、自驾、服务与共享、电动）、MaaS（出行即服务）等新概念不断涌现，而且围绕汽车的环境法规也在不断变化，同时车体、部件等出现多样化的性能要求，因此，日本制铁将致力于应对新一代钢制汽车的NSAC技术应用范围进一步扩大，不断强化创造更高社会价值的举措。

日本制铁通过最大限度地将1470MPa级高强钢、2.0GPa级热成型材料用于车体，将980MPa级热轧高强钢等用于底盘等举措，进一步提高钢材强度以及超高强钢的应用比例，认为可实现与铝制车体同等程度的轻量化。在应用这些超高强钢时，同时还要求实现部件功能的提高并降低成本，因而采用了可以实现复杂形状一体化成型的技术等。另外，热成型技术中还存在由于在加工同时进行淬火而导致生产效率低的问题，需要开发提高生产效率的技术。

日本制铁不断推进超高强钢成型技术开发，构成NSAC的加工技术——NSafe®-Form系列（图1），用户应用业绩也在不断积累。2021年4月19日，日本制铁获得公益财团法人市村清新技术财团颁发的市村产业贡献奖的“支撑汽车发展的超高强钢板加工技术的开发”项目，正是“NSafe®-Form系列”的核心技术。另外，在提高热成型钢生产效率方面，日本制铁开发出了以水为冷媒的直接水冷技术（图2）。将生产效率提高了3倍左右，大幅降低了生产成本，同时具有抑制金属模具表面材料镀层凝固的效果。结合热成型钢的应用扩大，该项技术的实用化进程也在逐步推进。

从部件结构开发的观点出发，充分利用碰撞CAE模型，与先进材料和新接合技术相融合，实施了实现大幅度轻量化的部件和模块结构方案。

此外，除了一直以来提出的材料开发、结构·功能设计、加工方法开发等主要要素技术外，日本制铁还开发了基于汽车车体刚性及碰撞试验的技术、基于模型开发的虚拟设计技术、性能评估技术、解析技术等，这些作为NSAC的新兴技术也形成了系列，如预测材料断裂的NSafe^®-MAT技术、预测点焊部位断裂的NSafe^® -SPOT技术、实现面应变发生区域可视化的NSafe^® -QSD技术、汽车车体刚性可视化的NSafe^®-SV技术等。这些技术为用户在新一代钢制汽车的设计、开发提供支持的同时，也因减少用户实车试验次数而为用户降低了开发成本。