In der heutigen Zeit, in der die Elektrifizierung und der Leichtbau von Automobilen tief integriert sind, bedeutet „Gewichtsreduzierung eine Vergrößerung der Reichweite und eine Verbesserung der Effizienz eine Kostensenkung“. ist zu einem Branchenkonsens geworden. Aluminiumlegierungen mit einer Dichte von etwa einem Drittel der von Stahl, einem ausgereiften Verarbeitungssystem und kontrollierbaren Gesamtkosten sind derzeit die größten und am weitesten verbreiteten Leichtmetallmaterialien für den Automobilleichtbau. Darunter sind die beiden Legierungssysteme 6xxx-Serie (Al-Mg-Si) und 7xxx-Serie (Al-Zn-Mg) mit ihrer ausgewogenen Formkorrosionsbeständigkeit und extrem hohen spezifischen Festigkeit, die nahezu alle zentralen Leichtbauszenarien abdecken, von Karosserieaußenverkleidungsteilen über Strukturprofile bis hin zu Crashsicherheitskomponenten.

Entgegen dem Branchenkonsens, dass „Gewichtsreduzierung gleichbedeutend mit größerer Reichweite und verbesserter Sicherheit“ für New Energy Vehicles (NEVs) ist, hat sich Leichtbau seit langem von einem optionalen Upgrade zu einem Kernanliegen in der Fahrzeugentwicklung entwickelt.

Das erste Prinzip bei der Auswahl von Materialien für Automobile bestand nie darin, „die maximale Leistungsgrenze anzustreben“, sondern vielmehr darin, die optimalen Gesamtkosten über den gesamten Prozess hinweg basierend auf den Anforderungen der Arbeitsbedingungen zu erreichen.

Die Qualitäten der QStE- und HC/LA-Serie sind die am häufigsten verwendeten niedriglegierten hochfesten Stähle (LAHS-Stähle) für den aktuellen Leichtbau im Automobilbereich.

Angetrieben durch die beiden Trends Automobilelektrifizierung und verbesserte Unfallsicherheitsstandards sind Fahrzeugleichtbau und Aufprallschutz zu zwei gleichermaßen wichtigen Kernzielen geworden. Presshärtender Stahl (PHS) zeichnet sich durch ultrahohe Zugfestigkeit, hochpräzises Umformvermögen und bemerkenswerte Gewichtsreduzierungseffekte aus und hat sich zum Standardmaterial für Sicherheitsstrukturen im Fahrgastraum moderner Automobile entwickelt. Sein Anwendungsverhältnis und sein Festigkeitsgrad definieren direkt die Obergrenze der Fahrzeugunfallsicherheit und der Leichtbauleistung.

Unter den technischen Methoden zur Leichtbauweise von Automobilen und Baumaschinen ist warmgewalzter hochfester Stahl das am weitesten verbreitete Kernstrukturmaterial mit optimalem Kosten-Leistungs-Verhältnis. Es deckt ein breites Anwendungsspektrum ab, darunter Rahmenlängsträger und Ladebodenplatten für Nutzfahrzeuge, Fahrgestellhilfsrahmen und Querlenker für Personenkraftwagen sowie tragende Strukturen von Batteriepaketen für Fahrzeuge mit neuer Energie. Von hochformbarem duktilem Stahl mit 240 MPa bis hin zu ultrahochfestem Stahl mit 960 MPa bestimmen die Leistungsgrenzen, Prozesseigenschaften und Ausfallrisiken verschiedener Qualitäten direkt die Gewichtsreduzierungsobergrenze, den Sicherheitsspielraum und die Herstellungskosten von Strukturen.

Im Dreieckswettbewerb um Leichtbau, hohe Sicherheit und niedrige Kosten in der Automobilindustrie war fortschrittlicher hochfester Stahl schon immer der absolute Kern des Rohkarosserie-Materialsystems. Von den leicht formbaren Außenverkleidungsteilen bis zu den kollisionssicheren Strukturbauteilen, vom kaltgeformten kohlenstoffarmen Stahl bis zum warmgeformten Borstahl der Güteklasse 1800 MPa variieren die Mikrostruktureigenschaften, die mechanische Leistung, die Prozessfenster und die Einsatzszenarien verschiedener Stahltypen stark und bestimmen direkt die Kosten, das Gewicht und die Sicherheitsleistung der Fahrzeugkarosserie.

High-Strength Interstitial-Free (HS-IF)-Stahl ist derzeit die am häufigsten verwendete hochfeste Stahlsorte für Automobilkarosserien und macht 30–40 % des gesamten Stahlverbrauchs einer Fahrzeugkarosserie aus. Es erreicht ein optimales Gleichgewicht zwischen Tiefziehfähigkeit und mechanischer Festigkeit und ist damit das wichtigste Leichtbaumaterial für Außenbleche und Strukturbauteile. Datenquellen: GB/T 20564.3-2017, Baosteel Standards Q/BQB 413-2009 & Q/BQB 420-2018, Technische Richtlinien für die Anwendung von Automobilstahl, veröffentlicht von der China Society of Automotive Engineers (CSAE)

Im Fahrzeugentwicklungssystem dienen Stahlbleche als Kernmaterial für Rohkarosserie- und Fahrwerkskomponenten. Von komplex geformten Karosserieaußenteilen und stoßfesten Strukturverstärkungen bis hin zu tragenden Kernteilen von Fahrgestellen und Rädern bilden vier Hauptstahlkategorien das Rückgrat der Automobilstahlmaterialien: kaltgewalzter kohlenstoffarmer Stahl, niedriglegierter hochfester Stahl und warmgewalzter Baustahl.

Angetrieben durch die doppelten Anforderungen von Automobilleichtbau und Crashsicherheit hat sich Advanced High-Strength Steel (AHSS) zum vorherrschenden Material für Fahrzeugkarosserien entwickelt. In diesem Artikel werden drei weit verbreitete Kernstahlsorten in der Automobilindustrie systematisch analysiert: QP-Stahl, ein Vertreter des AHSS der 3. Generation; DH-Stahl, eine verbesserte Version des herkömmlichen DP-Stahls; und warmgewalzter SAPH-Stahl, die gängige Grundsorte. Alle Daten stammen aus offiziellen Standards von Baosteel und ArcelorMittal sowie aus praktischen Anwendungsfällen von Massenfahrzeugen und dienen als zuverlässige Referenzen für Konstruktionsdesign und CAE-Simulation.