“公路坦克的自我修养”，聊聊强度MAX的硼钢

一辆重达数十吨吨的卡车侧翻压到一辆家用车上会发生什么？

众所周知，车辆能够抗住多大的压力，取决于车身材料的强度。换句话说，只要车身材料的强度足够，数十吨的卡车压下来是完全可以抗住的。

那么问题来了，什么车身材料能做到如此坚固？

先回顾一下车身材料的发展史。

19世纪80年代，卡尔·奔驰创造出了人类史上第一辆汽车。

当时的汽车，虽然应用了钢管车架，但车身材料大多采用木材，说是无须用马拉的“三轮马车”也不为过。

20世纪初期，伴随着世界钢铁工业的发展，钢铁材料开始逐渐成为汽车车身材料的“宠儿”，显露出霸主的地位。

从1915年的福特T型车开始，钢铁材料的普及让汽车脱离了“马车”的造型历史，并且确立了以后轿车的基本车身结构。

20世纪20年代，材料、冶炼、成型、焊接等技术不断进步，整体式车身结构设计思想出现，汽车从敞篷变成了封闭的箱式车身。

1925年，在整体式车身结构的基础上，承载式车身问世并沿用至今。在那时，汽车车身大多由钢板冲压成型的金属结构件和大型覆盖件组成，钢铁材料依然是主流。

此后的20世纪50-70年代，出现了一个新的概念——“车身力学”。与此同时，随着高速公路的发展，车身安全和乘员防护开始被重视。

随之而来的，复合材料、铝合金材料、工程塑料等新型材料开始逐渐被应用到车身上。

20世纪80年代后，随着汽车车速的不断提高，现代汽车产业对于车身安全性的关注度越来越高，于是高强度钢诞生了。

高强度钢的优势，在于韧性超高且轻量化程度极高，既能保证车身的强度，又能对整车轻量化提供助力，一时间成为了主旋律。

从最初的钢材，到后来的铝材，再到如今我们耳熟能详的高强度钢，纵观汽车车身材料的整个发展史，不难发现一个逻辑：车身材料，一直在跟随材料工业和安全考量的发展而发展。

但如果回到文章开头的那个问题，如果一辆数十吨的卡车压上来，什么车身材料能扛得住？

木材肯定不行，钢材、铝材也不太行，高强度钢也没法强到那个地步。

能在数十吨重压之下保证车主一家安然无恙的一定是有更高强度的钢材的使用，没错，这一种材料名为——硼钢（PH钢或B钢）。

硼，是一种硬度仅次于金刚石的非金属元素。而硼钢，以硼为主要合金化元素，也可以称为硼处理钢，是当前汽车工业中强度所能达到的最高的结构钢材。

硼钢最早被运用于军事、航空、核能等领域，后来随着应用领域的衍生，从20世纪80年代起开始运用于汽车制造。

请注意，任何高强度钢、超高强度钢，都不是硼钢。

原因很简单，无论抗拉强度还是屈服强度，硼钢都远远大于高强度钢、超高强度钢。

这里需要跟大家先解释一下，什么是抗拉强度和屈服强度。

抗拉强度指的是金属材料在拉断之前可承受的最大应力值。简单来说，抗拉强度代表着“把金属弄断需要花多大的力”。

屈服强度，指的是金属材料抵抗微量塑性变形的最大应力值。简单来说，屈服强度代表着“把金属弄变形需要花多大的力”。

一般来说，金属材料的抗拉强度大于屈服强度。

明白了抗拉强度和屈服强度，我们继续关注硼钢。

上面是一张“香蕉图”，图中不同颜色的椭圆代表着不同钢材，横坐标为钢材的抗拉强度，纵坐标为延伸率。

这张图中包含了不少汽车车身常用的钢材，比如DP钢（双相钢），CP钢（复相钢），Q&P;钢（淬火延性钢），TWIP钢（栾晶诱发塑性钢），以及今天的主角PH钢（硼钢）。

大家可以清楚地看到，右下角黄色椭圆代表的硼钢，抗拉强度达到了1400-2000MPa。

当然了，在汽车车身材料领域我们更多探讨的是材料的屈服强度。因为在事故发生时，“是否变形”和“变形量多大”，直接关系着乘员舱的生存空间和乘员的生命安全。

而沃尔沃在车身材料上所采用的硼钢，屈服强度达到了1600MPa。之前咱们说到过，一般情况下金属材料的抗拉强度大于屈服强度，这就意味着沃尔沃硼钢的抗拉强度必然超过了1600MPa。

这是个什么概念呢？

先来看看高强度钢、超高强度钢的抗拉强度和屈服强度。

根据中国汽车工程学会产业研究院的分类，屈服强度大于210MPa，抗拉强度大于270MPa的钢材，为高强度钢；屈服强度范围大于550MPa，抗拉强度大于700MPa，为超高强度钢。

单论屈服强度，硼钢的强度是高强度钢的2.9-7.6倍，超高强度钢的3倍左右。正因如此，我前面才会说到，任何的高强度钢、超高强度钢都不是沃尔沃用的硼钢。

也许有人会问：“硼钢这么给力，肯定不止沃尔沃一家在用吧？”

事实的确如此，因为硼钢出色的强度，除了沃尔沃之外，也有其他汽车厂商在车身材料中应用了硼钢。

图中红色部分为硼钢

但是硼钢贵啊，毕竟此前是应用在军事、航空、核能等领域的材料，不菲的成本决定着这种材料暂时没法大量在车身上应用。

所以从某种程度上，判高下的核心在于硼钢的应用比例。而在这一点上，坚持关注安全的沃尔沃就很实在，旗下车型的硼钢比例全都是同级别最高，最大比例达到了40%。

作为对比，我们看看同样用上了硼钢的其他车型——林肯飞行家，全车上下采用硼钢的零件比例为31.5%；福特锐界，只有B柱、前后车门加强筋采用了硼钢材料；而福特福睿斯，应用硼钢的位置仅仅只有防护门梁。

正因如此，文章开头中的主角，一辆沃尔沃S90能在50吨的大卡车下护住车主一家，车身里近40%比例的硼钢功不可没。

但这也并非沃尔沃在安全方面的全部手段，沃尔沃首创的笼式车身结构，除了硼钢之外其他零部件的高强度，都在这起事故中起到了至关重要的作用。

据说，很多劫后余生的沃尔沃车主都会在购置新车时再次选择了沃尔沃。想来也是，救过自己一命的品牌，当然值得全部的信赖。