钢铁材料汽车生产主要材质,在同等的强度等级下,高强度钢可以最大限度地减轻钢板的厚 度,达到减轻车身自重的目的。按照 ULSAB(超轻钢车身计划)标准,根据屈服强度的不 同可将钢分为低强度钢(<210MPa)、高强度钢(210-550MPa)和超高强度钢(>550MPa)。 强度优于普通钢板、成本低于铝镁合金,使高强度钢板成为未来汽车结构材料的主体材料。
高强度钢的分类标准
高强度钢的产业链包括上游采掘冶炼-中游加工-下游应用三个环节。近十年来我国钢铁行业 飞速发展,随着下游房地产、汽车行业趋于稳定,目前处于低端供给严重过剩,但高端钢材 依赖进口的结构性失衡状态。
高强度钢产业链
高强度钢可以兼顾轻量化和安全性需求。新型高强度钢板具有较低的屈强比、较好的应变分 布能力和较高的应变硬化特性, 同时高强度钢板的力学性能更加均匀,从而具有更好的碰撞 特性和更高的疲劳寿命。 高强度钢核心优势在于提升汽车碰撞安全性。以菲亚特汽车为例,1998 年 Fiat 600 高强钢 用量 10%,碰撞评级为良性,仅仅满足法规要求。2004 年刚强钢比例达到 52%,安全性评 价上升至四星级,2007 年继续提升至 65%。高强钢比例超过 60%的速腾汽车,拥有三层钢 板的车门在发生碰撞时吸收大量能量,避免碰撞变形造成伤亡。
炼钢技术和制造工艺进步推动高强钢性能提升和成本下降。最近 20 年汽车钢材日新月异, 新的炼钢工艺(如真空抽气法、合金冶炼)可以降低生产成本,提高纯度、强度、塑性和稳 定性。新的制造工艺如拼接技术将不同厚度或等级的钢材料拼接起来,有效提高了材料利用 率,节省了原料、加工和组装成本。
高强钢技术已经发展到第三代
目前高强钢主要应用在汽车安全件、底盘及车身等方面。与普通强度钢相比,高强钢能够吸 收较高的能量,提高汽车的安全性;拥有更高的静态强度和疲劳强度,可以实现汽车零部件 的用材减少,从而实现轻量化。
不同类型的高强钢应用功能不同
发达国家汽车高强度钢已广泛应用。日本高强度钢板应用全球领先,早在 2000 年日本汽车 公司已经将双相钢和变塑钢用于量产汽车。宝马汽车为满足欧洲被动安全法规要求,在 2005 年推出的新车型中大幅度提高了高强度钢板的应用比例。美国汽车制造商为适应日趋严格的 安全法规的要求,更多加强类钢材零件采用热冲压成形制造。
钢铁巨头掀起轻量化浪潮。国际钢铁协会、欧洲钢铁协会、美国钢铁协会等组织,以及阿赛 乐和蒂森等钢铁企业,从 20 世纪 90 年代初就开展了汽车材料“轻量化”的研发。国际钢 铁协会统一协调数十家车企和钢企参加 ULSAB 计划,实现了 20%~25%的减重效果。其中 ULSAB-ACV 项目的白车身高强度钢板比例 100%,其中超高强度钢板比例超过 60%。
各国发展高强钢轻量化计划
国产高强钢应用步伐加快,超高强钢存在结构性机会。我国高强度钢在应用强度和应用比例 大幅落后,欧美系车高强钢用量 60%以上,日韩系车高强钢用量 50%以上,我国自主品牌车 也达 50%左右;但先进高强钢和超高强钢的比例仅 5%,远低于欧美国家 25%的先进水平。
十二五期间国内重点发展了 700MPa 及以上高强度汽车大梁板、780-1500MPa 高强度汽车 板,武钢、宝钢、鞍钢、上汽集团、上海大学、重庆汽车研究所开展重点研究,其中宝钢、 武钢、上汽集团等企业在高强度钢领域有突出地位。
我国普通高强度钢发展迅猛,车身使用比例接近 50%,预计未来可以达到 60-65%。超高强 度和先进高强度钢材大幅落后,目前使用比例只有 5%,预计未来将有 3 倍提升空间。综合 来看,我国汽车 HSS 级以上钢材比例将从 55%提升到 70%以上,估计单车需求量增加 30%左右。
全球乘用车 HSS 级以上高强钢应用比例
全球乘用车超高强钢和先进高强钢应用比例
车用高强度钢需求年均增速可达10%以上。汽车用钢主要来自于新车生产和旧车维护需求, 2015年汽车用钢需求在6200万吨左右,预计2020年达到7860万吨左右。高强度钢(HSS) 需求预计可达7300万吨, CAGR达到10.3%;其中先进高强钢和超高强度钢(AHSS&UHSS) 需求达到 1684 万吨,CAGR 高达 30%。按照目前 2400 元/吨的市价计算,2020 年高强钢 市场空间超过 1700 亿元,超高强钢可达 400 亿元。
2020 年汽车用高强钢市场空间测算
预计新能源汽车高强度钢需求翻五倍。假设每辆乘用车平均用钢 1 吨,其中高强钢占比 超过 50%,按照 2015 年 33 万辆新能源汽车销量,高强度钢消耗近 16.5 万吨。预计到 2020 年新能源汽车销量可达 150 万辆,高强度钢需求为 75 万吨,是当前规模的五倍。
相关报告:智研咨询发布的《2017-2022年中国高强度钢行业市场深度调研及投资前景分析报告》
2024-2030年中国高强度钢行业市场研究分析及未来趋势研判报告
《2024-2030年中国高强度钢行业市场研究分析及未来趋势研判报告》共八章,包含2019-2023年中国高强度钢产业市场竞争格局分析,中国高强度钢重点企业深度分析,2024-2030年中国高强度钢产业发展前景及趋势预测分析等内容。
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