金属材料在汽车轻量化中的应用与发展研究 张田保
汽车车身轻量化文献评述
汽车车身轻量化是当前汽车工业的一个重要研究方向。下面是一篇关于汽车车身轻量化的 文献评述：
标题：汽车车身轻量化技术的研究进ห้องสมุดไป่ตู้与挑战
摘要：汽车车身轻量化是一种有效的方法，可以提高汽车的燃油经济性和减少尾气排放。 本文对汽车车身轻量化的研究进展和挑战进行了综述。首先，介绍了汽车车身轻量化的重要 性和背景。然后，对当前常用的轻量化材料进行了概述，包括高强度钢、铝合金、碳纤维复 合材料等。接着，探讨了不同的轻量化技术，如结构优化设计、材料组合和制造工艺改进。 最后，讨论了汽车车身轻量化面临的挑战，如成本、安全性和可持续性等方面的问题。综合 分析了当前研究的热点和趋势，并提出了未来研究的方向和发展前景。
汽车车身轻量化文献评述
关键词：汽车车身轻量化，轻量化材料，轻量化技术，挑战，发展前景
这篇文献评述综合了汽车车身轻量化的重要性、常用材料和技术、以及面临的挑战。它提 供了对该领域研究的概述和综合分析，为进一步的研究和发展提供了指导和展望。
汽车轻量化用复合材料的浅析
汽车轻量化用复合材料的浅析赵静; 富丽; 张祖祎【期刊名称】《《居业》》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】3页(P1-2,4)【关键词】复合材料; 汽车轻量化; 应用【作者】赵静; 富丽; 张祖祎【作者单位】中国建筑材料工业规划研究院北京100035【正文语种】中文1 汽车轻量化2017年世界主要国家和地区汽车生产总量9730万辆，同比增长2.4%。
世界范围内共销售汽车9680.4万辆，同比增长3.1%。
其中，中国大陆生产汽车2901.5万辆，销售汽车2912.3万辆，同比分别增长3.2%和3.9%，为全球范围最大的汽车生产国和销售国。
随着汽车使用量的增加，能源问题和环境问题日益凸显。
目前，全球生产石油的70%～80%用作汽车燃油，减少汽车燃油用量是改善全球能源和环境问题的重要任务之一。
如何在保证汽车安全性能的基础上，降低汽车燃油用量，是行业的研究方向。
据实验结果表明，汽车整车重量降低10%，汽车燃油效率可提高6%～8%。
汽车整配重量每减少100kg,100km油耗可降低0.3L～0.6L，100km的CO2排放量可降低5～8g。
所以，汽车轻量化有利于减少汽车燃油量，降低汽车排放量。
汽车轻量化是指在满足汽车使用要求，安全性和成本控制的条件下，将结构轻量化；将设计技术与多种轻量化材料，轻量化制造技术集成应用所实现的产品减重；从而提高汽车动力性，降低燃料消耗，减少排气污染。
在环保形势日益严峻和汽车节能需要的背景下，开展汽车轻量化用材料的研发和推广已成为汽车发展的重要方向。
2 汽车轻量化用复合材料传统汽车工业中，汽车零部件主要以有色金属，合金为主，其加工，装配以及后期维修费用较高，汽车的行驶性能也会受到影响。
相比于金属材料，复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料，具有一定的优异性。
如，复合材料比强度与比模量高，两种性能的提高对需要很高力学性能且高速运转的结构件和需减轻自重与增强承载能力的运输工具具有重要意义。
汽车用钢轻量化现状与发展趋势讲座
实验钢的相变临界点
不同工艺处理后的拉伸试验结果
冷轧C-Si-Al-Mn TRIP 钢
DP钢与TRIP钢的对比
DP钢和TRIP钢的静态拉伸性能
DP及TRIP处理工艺示意图比较
DP
TRIP
DP钢组织
F+M的OM显微组织
马氏体岛及铁素体基体中高密度的位错
屈服强度：500MPa，抗拉强度：860MPa， 延伸率：21%
TRIP钢组织
下贝 氏体
残余 奥氏体
屈服强度：500MPa，抗拉强度：780MPa， 延伸率：25%
国际上提出第三代汽车用钢的概念
A(%)
10020G(Paa)%40GPa% 60GPa%
80 60 40 20 0
0
Fcc Bcc+Fcc
Bcc
Hot Forming HSLA Maraging DPSS Mart. IF steel Mart-Bain. TRIP DP Nano-Bain ASS TWIP
降低汽车质量就可有效降低油耗
研究表明，约75%的油耗与整车质量有关， 降低汽车质量就可有效降低油耗以及排放。 目前，大量研究表明，汽车质量每下降 10%，油耗下降8%，排放下降4%。
轻量化是实现节能减排的有效手段
•除了改善发动机效率、 •传动系统效率与汽车风阻等提高燃油 经济性的措施之外， •轻量化是必不可少的手段。
屈服强度在210～550MPa和 抗拉强度在270～700MPa的钢为高强钢（HSS），
而屈服强度大于550MPa和 抗拉强度大于700MPa的钢为超高强钢（UHSS）.
国外高强度大梁钢板性能指标
SSAB
厂家或标准
汽车轻量化技术发展趋势
汽车轻量化技术发展趋势武万斌;年雪山【摘要】文章从轻量化材料的应用、车身结构优化设计和先进制造工艺3个方面对汽车轻量化技术的国内外现状和发展进行了研究和分析.介绍了汽车结构优化、新材料及新技术的应用,强调了高强度钢、铝合金、塑料和复合材料是目前汽车轻量化不可缺少的;热成形技术、辊压成形技术以及差厚板技术在汽车轻量化中得到了广泛的应用.汽车结构优化完善、多材料一体化、零部件的轻量化是未来汽车轻量化发展的方向.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】3页(P15-17)【关键词】汽车轻量化;先进制造工艺;复合材料【作者】武万斌;年雪山【作者单位】北京汽车股份有限公司;北京汽车股份有限公司【正文语种】中文汽车轻量化是实现节能减排的重要措施之一,对汽车工业的可持续发展具有重要意义。
目前汽车轻量化材料在车身上得到了广泛的应用，实现汽车轻量化主要通过采用轻量化材料及应用先进的工艺技术，轻量化材料不仅可以节能减排，也可以降低汽车研发成本。
采用先进的工艺技术可以提高车身的安全性、耐久性。
汽车轻量化材料成为汽车行业中替代钢材的一种趋势，先进的工艺技术为材料的不断更新提供稳定的发展基础。
1 汽车轻量化发展现状1.1 高强度钢板的应用高强度钢板的真正优势是减薄钢板、减轻车身质量而又不降低车身安全性。
无论从成本还是性能角度分析，高强度钢板是满足车身轻量化、提高碰撞安全性的首选材料，主要应用在AB柱、地板、门槛等车辆的关键结构件。
宝马部分车型中的中通道、地板、B柱、车门防撞杆均采用高强钢，如图1所示。
图1 宝马采用高强度钢板的中通道、地板、B柱等关键部件凯迪拉克的AB柱内板、地板中通道、横梁等关键部件均采用先进的高强钢，通过结构优化设计，使钢制下车体结构比铝制车体减重6 kg，如图2所示。
图2 凯迪拉克采用高强度钢板的AB柱内板、地板中通道、横梁等关键部件1.2 铝合金的应用铝合金作为轻质金属，是汽车轻量化的理想材料。
轻金属和轻量化材料在汽车中的实际应用 李俊乾
轻金属和轻量化材料在汽车中的实际应用李俊乾摘要：经济的发展带动了各个行业整体水平的提升，与此同时，人们的生活质量也因之提升，代步车逐渐走进千家万户，成为推动我国汽车制造业发展的催化剂，而金属材料则是汽车制造的主要材料。
早期的汽车多以密度高的金属材料制成，使得汽车显得笨重，行驶速度也受到一定的影响，而在科技高度发展的今天，科研人员本着精益求精的精神，不断的寻求解决汽车自重的方法，以提升汽车的整体性能，而轻金属材料的使用，则可以轻松解决这些问题。
关键词：轻金属；轻量化；材料；汽车；应用；分析1导言在当前时代背景下，能源危机日趋严重，生态、绿色、环保的发展道路逐渐成为各个行业的重要发展趋势，汽车制造业也不例外。
结合企业轻量化发展的需求来看，除了轻金属以及轻量化材料替代传统钢材外，还需要对制造工艺进行优化，解决实际应用中存在的技术难题。
随着汽车制造业的不断发展，汽车的普及度越来越高并逐渐地成为一种社会化的产品。
而随着资源和能源危机的临近，现在汽车制造业在大规模的生产基础上，不得不去考虑高性能、高功能、轻量化、节省资源等方面发展，而随着材料科学的不断发展，越来越多高性能和轻型合金被开发出来，极大地促进了汽车轻量化的发展进程。
轻量化的金属材料一般应用于车身材料中，为此我们从车身材料的应用进行分析。
2汽车轻量化发展现状能源和资源是当今社会发展的关键问题，而汽车工业是重要的基础工业，汽车工业产生的能源和资源消耗占据着相当大的比例，研究表明汽车质量每减少10%就能降低约6%-8%的燃油消耗，因此汽车轻量化对于节能减排有着极其重要的作用。
新材料的使用能够极大地减轻车身自重，当前常见的轻型材料有新型铝合金、钛合金、塑料、金属基复合材料等，其中金属材料主要有黑色金属和有色金属两类，黑色金属主要是高强度钢板、焊接钢板和涂层钢板等，其轻型化研究主要围绕高强度展开，通过加大单位厚度金属材料的强度来减少金属用量达到机械性能和轻量化的要求。
轻量化与轻金属材料应用
轻量化与轻金属材料应用方炬;关健鑫【摘要】@@ 轻量化是汽车工业的发展趋势rn1.轻量化是实现节能环保的重要措施rn2010年,在国家扩内需、调结构、促转变等一系列政策措施的积极作用下,我国汽车工业延续2009年发展态势,全年累计产销超过1800万辆,同比增长32%,刷新全球历史纪录.但是,这些数据和"成就"并没有给政府、汽车生产商和汽车运输企业们带来太多喜悦.随着汽车保有量迅速增加,环境污染、资源短缺、交通安全等问题已经成为制约汽车行业可持续发展的一大威胁,因此,节能环保成为整个汽车产业链上的最为紧迫的课题.【期刊名称】《中国金属通报》【年(卷),期】2011(000)025【总页数】4页(P18-21)【作者】方炬;关健鑫【作者单位】中国民族证劵;中国民族证劵【正文语种】中文在当今发动机技术提升难度日益加大、新能源汽车还无法大规模产业化的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。
大力发展并推进汽车轻量化技术成为节能、环保的主要手段之一。
出于节能减排、低碳环保的要求，汽车轻量化将是未来汽车工业的发展方向。
1.轻量化是实现节能环保的重要措施2010年，在国家扩内需、调结构、促转变等一系列政策措施的积极作用下，我国汽车工业延续2009年发展态势，全年累计产销超过1800万辆，同比增长32%，刷新全球历史纪录。
但是，这些数据和“成就”并没有给政府、汽车生产商和汽车运输企业们带来太多喜悦。
随着汽车保有量迅速增加，环境污染、资源短缺、交通安全等问题已经成为制约汽车行业可持续发展的一大威胁，因此，节能环保成为整个汽车产业链上的最为紧迫的课题。
从国际经验上看，解决汽车节能环保主要采用以下三种方式：一是大力发展新能源汽车，通过采用先进发动机技术和推广使用气体燃料、生物质燃料、煤基燃料、电动汽车等增加使用替代能源来减少汽车燃油消耗和对石油资源的依赖；二是大力发展先进发动机技术，通过一系列汽车电子技术的应用，提高燃烧效率，改善燃油经济性；三是大力发展汽车轻量化技术，在保障汽车安全性和其他基本性能的前提下，通过减轻汽车自身重量来实现节能环保。
金属材料在汽车轻量化中的应用
金属材料在汽车轻量化中的应用作者：孙凤雨来源：《科技资讯》2018年第31期摘要：伴随汽车工业的快速发展，能源短缺和环境污染问题已成为汽车工业未来面临的主要问题。
如何实现节能减排，已成为汽车工业亟待解决的问题。
而汽车轻量化是实现节能减排的关键，是汽车工业可持续发展的关键。
轻量化材料的应用是实现汽车轻量化的重要途径之一，可以有效地地实现节能减排，有些材料还可在一定程度上能提高车身的耐久性和安全性。
本文主要研究铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢在汽车上的应用。
关键词：轻量化铝及铝合金镁及镁合金高强度钢钛合金中图分类号：U465 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（a）-00-021 引言汽车轻量化是在保证原有性能（如安全性、舒适性）不受影响的前提下，减轻汽车整备质量。
由于汽车质量的大小直接影响到汽车行驶的滚动阻力、爬坡阻力、加速阻力，可见汽车质量的大小与燃油消耗率有着密切的关系。
据权威部门统计数据表明，汽车所用燃料的60%消耗于汽车质量，汽车每较小10%的质量，排放会减小约10%，油耗约减小7%，可见汽车轻量化，对节能减排具有重要的意义[1-2]。
实现汽车轻量化的途径有结构优化、应用轻量化材料、采用先进制造工艺3个方面。
其中轻量化材料的应用起主要作用，轻量化材料分为金属材料和非金属材料两类，本文阐述几种主要的金属材料在汽车上的应用，如铝及铝合金、镁及镁合金、钛及钛合金、高强度钢的应用。
2 几种主要的金属材料在汽车上的应用2.1 铝及铝合金金属铝的密度较小，大约为铁的1/3，导热性良好，仅此于铜；铝塑性较高，易于加工成型，同时具备良好的抗腐蚀性能。
只是金属铝强度不高，不适合制成结构件，但金属铝的优良性能在于能够和众多金属元素组成性能不同的合金，称之为铝合金，在铝的基础之上，铝合金具备了密度小强度高的特点，铝合金的强度和优质钢相当。
铝合金主要添加的金属元素有铜、锌、锰、硅、镁等。
浅谈金属材料在汽车轻量化中的应用
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨时代汽车 浅谈金属材料在汽车轻量化中的应用卢振生 吕关想 史爱平 常家伟 赵宏隽绥化学院 黑龙江省绥化市 152061摘 要： 在新时代背景下，我国经济水平逐步提高，汽车产业的发展得到了人们普遍的关注。
尽管工业的发展速度非常快，但是能源短缺以及环境污染的问题越发严重，对人们的日常生活带来了诸多影响。
为了能够充分贯彻我们国家提出的可持续性发展政策，理应促进汽车实现轻量化改造。
为了能够实现这一目标，在设计汽车的时候，应当充分利用轻量化材料，如此可以有效减少能源的使用，促使汽车的整体性能有所增强，进而能够推动我国汽车产业进一步发展。
本篇文章主要描述了金属材料在汽车轻量化中应用的意义，并对于金属材料在汽车轻量化中的具体应用方面发表一些个人的观点和看法。
关键词：轻量化；铝及铝合金；镁及镁合金；高强度钢；钛合金1 引言伴随我国的快速发展，人们的生活质量越来越高，几乎每个家庭都已经拥有了汽车。
根据相关数据资料能够了解，在整个2018年，我国汽车总销售量达到了2808.2万辆，整体销量一直处在世界的顶尖位置。
尽管汽车能够给人们的日常生活带来诸多便利，但在环境污染方面以及能源损耗方面，都造成了诸多问题出现。
基于这一背景，汽车轻量化发展的理念便被提了出来，以此可以有效减少能源消耗。
因此，这也成为了汽车未来发展的一大方向。
2 金属材料在汽车轻量化中应用的意义对于汽车轻量化而言，主要在其原本性能、抗震能力、抗撞能力以及舒适度不会受到任何影响的基础上，尽可能降低汽车自身的整体质量。
一般来说，汽车质量往往会对其行驶的阻力带来影响，因此二者之间的关系十分密切。
通过相关数据资料能够得知，汽车在运行过程中，自身60%的燃料都会用在质量方面。
每当汽车的整体质量下降1kg，则在1L汽油的驱动下，汽车的行驶距离能够增加0.011km，同时二氧化碳的排量也会大幅度下。
因此，当汽车的质量越低，其燃料的消耗自然也越低。
汽车轻量化材料的应用论文
汽车轻量化材料的应用论文汽车轻量化材料的应用摘要现代对汽车性能要求越来越高，轻量化、节能降耗和降低排放污染是现在汽车发展的趋势，而轻量化必须从改进汽车的材料出发，研制性能更好更轻的汽车材料从而带来能源消耗的减少，进而排放污染随之降低，汽车材料的发展是汽车技术发展的重要方面，新材料对于汽车工业的发展是至关重要的，关键词：汽车轻量化轻量化材料1.铝合金、镁合金、塑料、高强度钢是当前汽车轻量化的四种主要材料。
安全、节能、环保是汽车技术发展的永恒主题。
安全和舒适的功能装备增加汽车的重量，节能和环保要求减少CO2排放及良好的回收再利用。
国外研究表明：一般情况下，车重每减轻10%，可节省燃油3%-7%。
汽车排放与燃油消耗正相关，实现轻量化将会减少CO2排放。
2. 轿车材料构成变化情况从表1可见，钢铁应用比例虽有所下降，但仍是最主要的材料；塑料已与铸铁相当，甚至略微领先；铝合金排第4位，且增长势头明显；镁合金用量虽然还很小，但增长率很高。
表1 1995年和2000年欧洲每辆轿车材料构成变化情况材料名称1995年2000年增减质量(kg)构成比(%)质量(kg)构成比(%)钢742.4654630.0451-15铸铁190.5014136.0911-29铝72.57595.25831塑料115.668149.681229铜20.41 1.518.14 1.3-13锌 6.80.4 6.80.40镁 2.270.2 4.530.3100玻璃38.55334.023-13陶瓷0.9070.1 1.810.1100粉末11.340.813.61120橡胶56.70452.164-8其它117.939102.068-13合计1378.461001244.19100-10奇瑞某一款车型材料大致构成如图1。
图1 奇瑞某款车型材料大致构成情况轻量化材料在汽车上应用现状汽车上铝合金产品大致可分为两大类：铝铸件和变形铝合金（主要包括：板材、挤压型材、锻造铝合金等）。
汽车轻量化-文献综述
材料科学专业讲座姓名：林存龙学号: 1531508专业：无机系材料在汽车轻量化中的应用及发展摘要：由于汽车工业的迅速发展，汽车产量和保有量的增多，带来了油耗、排放和安全三大问题。
论述了汽车节能减排是汽车工业发展的必然趋势,轻量化是汽车节能减排的直接而有效的手段;介绍了汽车轻量化意义和轻量化工程的实施方法。
采用轻量化材料，如高强钢、铝合金、镁合金、塑料、复合材料等重点介绍了轻量化材料及先进的制造工艺在汽车轻量化中的应用现状，综述了轻量化领域中新材料、新工艺的最新研究进展。
总结了目前国内外研究的热点、难点问题.基于目前的研究现状，提出了未来汽车轻量化技术的发展趋势。
关键词：汽车；轻量化The Application and Development of Materials in Automotive Weight LightingAbstract: The brief condition of development of China automotive industry was reviewed。
Three problem：oil consumption，emission，safety were brought about due to the rapid development of auto industry , the production output and vehicle stock in China。
Energy saving and emission reduction is necessary trend of auto industry development。
Affective and direct method and way is Auto lightweight。
The concept ，significance implementation methods have been introduced. Use the lightweight materials of high strength steel, aluminum alloy，plastics composites, etc。
金属材料在汽车轻量化中的应用与发展
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汽车轻量化技术的研究与应用
汽车轻量化技术的研究与应用近年来，随着全球能源危机及环保意识的不断加强，汽车轻量化技术的研究和应用已经成为了汽车制造业的一个热门话题。
汽车轻量化技术是指在保持汽车整车性能的情况下，尽可能减轻汽车的自重，从而降低燃油消耗、减少污染排放。
目前，汽车轻量化技术的研究已经在全球范围内广泛开展，而其中最为普遍的方法是采用材料轻量化、结构轻量化和工艺轻量化。
一、材料轻量化材料轻量化是唯一的实现汽车轻量化的方法。
以减少钢铁的使用量为例，使用其他轻质材料代替钢铁，如铝、镁、铝镁合金、高强度钢等，可以达到同等强度情况下降低自重的效果。
其中，铝及铝合金的自重仅为钢材的三分之一，而且强度足以满足轻量化的要求。
此外，复合材料也是一种常见的轻量化材料。
复合材料具有高强度、高韧性、高温性能优异的特点，并且具有独特的轻质结构，使其成为一种理想的轻量化材料。
但同时它的耐久性和生产成本问题也是需要考虑的问题。
借助这些材料，不仅能够轻量化汽车，提高燃油经济性，还可以提高整车性能，例如提高车辆的刹车性能和悬挂性能等。
二、结构轻量化结构轻量化是指从车身的设计和结构入手来实现汽车轻量化的方法。
通过优化车身结构、采用更加先进的工艺以及减少钢铁零部件的数量，以最大限度地减少汽车的自重。
而要实现轻量化目标，就需要精确计算车辆的载荷，根据车辆的使用情况和结构的优化，优化车辆的结构，减少结构重量，以达到轻量化的效果。
在现代汽车的生产中，采用了高强度材料的新技术和新工艺，能够严格控制各部位的重量，从而实现结构轻量化。
此外，一些小型化的改进方案，也能够有效的降低汽车的重量，如替换汽车发动机的铁制零件为铝合金零件等。
三、工艺轻量化工艺轻量化是指通过改进汽车生产过程中的工艺而实现汽车轻量化的方法。
汽车生产工艺是造成汽车自重的一个重要原因，通常生产车身和发动机会产生大量的废气和废水，严重污染环境，所以通过改进生产工艺，可以减少废气和废水的排放，降低对环境的影响。
轿车的轻量化技术研究
轿车的轻量化技术研究作者：王彦辉来源：《中国科技博览》2013年第38期摘要：本论文通过结构轻量化和新材料的使用等两方面，阐述了轻量化技术在轿车设计中的应用。
轿车整车轻量化，可以节省燃油、提高经济性，减少二氧化碳及有害排放物的排放，减少环境污染。
簧下质量的轻量化可以提高整车的操纵稳定性，提高车辆的行驶安全特性。
在结构轻量化方面，主要是通过CAE分析的手段，优化车身的断面尺寸以及底盘材料的结构形状，确保各零件在满足耐久强度、冲击轻度、碰撞安全等各种性能的要求下，结构最合理、重量最轻。
关键字：轻量化、结构优化、高强度钢板、CAE、新材料中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2013）38-01-01前言随着时代的进步，环境污染和全球气候变暖等环境问题已经受到了全人类的广泛关注。
并且随着新兴工业化国家的发展，有越来越严重的趋势。
汽车作为交通工具，为人类的生产生活提供了便利条件，但是其对能源的消耗与燃料燃烧产生的废气正严重污染着人类生存的环境。
所以在汽车设计及应用领域，各汽车生产及开发企业也在竭力研发新材料、应用新技术手段。
绿色环保已经和汽车的安全性、舒适性等提到同等重要的程度。
1、轻量化的手段：在汽车设计及开发领域，能够使用的轻量化手段主要有以下几个方面：一是新材料及工艺的应用，如以铸铝材料代替铸铁材料，多应用于发动机和底盘零部件；以树脂材料代替钣金材料，车身的外覆盖件；以高性能材料代替低性能材料，多应用于车身结构的钣金件。
二是结构优化，应用专用的结构分析软件，如Nastran、Abaqus、Ls-dyna、Hyperworks等对零部件及车身等复杂结构进行有限元分析，做到满足强度、刚度、碰撞安全性等性能要求的前提下，重量最轻、结构最合理。
2、新材料的应用：2.1、树脂材料在整车开发中的应用：车用树脂材料，随着技术的进步，应用范围更加广泛。
2001年的统计结果表明，树脂材料的应用占整车重量的8.2%，尽管后来没有统计数据，初步推算，应该为10%以上。
金属材料在汽车轻量化中的应用
金属材料在汽车轻量化中的应用王文革（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 ７３０２０７）摘 要：在当下的汽车制造产业中，金属材料的应用和研究对于实现汽车轻量化目标，具有十分重要的作用和意义，尤其在绿色环保发展理念下，汽车轻量化已经成为必然的趋势，因此要利用各类轻金属代替传统的钢材。
从目前的汽车产业发展来看，轻量化是主要的发展方向，因此要注重对金属材料进行研究，并将其合理应用在汽车配件制造中，促使汽车产业有效发展。
本文会针对金属材料在汽车轻量化中的应用进行分析，为我国汽车产业发展提供参考建议。
关键词：金属材料；汽车轻量化；应用中图分类号：Ｕ４６５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０４－０２０５－２Application of metal materials in automobile lightweightWANG Wen-ge（Ｇａｎｓｕ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３０２０７，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｌａｙ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｉｎ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ． Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｅ ｔｒｅｎｄ， ｓｏ Ｕｓｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｌｉｇｈｔ ｍｅｔａｌｓ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｅｌ． Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｐａｙ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ａｐｐｌｙ ｔｈｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｐａｒｔｓ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｗｉｌｌ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｙ ｃｏｕｎｔｒｙ＇ｓ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Keywords: ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ； ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ目前绿色环保已经成为全球广泛注重的问题，尤其是能源等方面的危机越来越严重，所以我国也在倡导生态、环保的发展理念，而汽车制造产业当，正在结合各类金属材料，实现汽车销量化发展目标。
各种金属材料在汽车轻量化中的应用【全面解析】
各种金属材料在汽车轻量化中的应用内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.汽车轻量化(Lightweight of Automobile)是指汽车在造价不被提高的前提下，既保持原有的行驶安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性等性能，又有目标地减轻汽车自身的重量，降低汽车的整备质量，提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。
汽车轻量化的主要指导思想就是在确保稳定提升性能的基础上，节能化设计各总成零部件，持续优化车型谱。
（一）在19 世纪的最后30 年，汽车工业在高强度钢板等方面，为实现汽车轻量化取得了显着的成绩。
汽车用钢逐步向高强度化方向发展，当钢板厚度分别减少0.05mm、0.10mm、0.15mm 时，车身减重分别为6%、12%、18%。
可见，增加钢板强度是减少钢板厚度、减轻车重的重要途径。
此外，高强度钢车身骨架结构，在保证车身强度和刚度的同时，也可以实现减轻重量的目的。
目前日、美、欧轿车所采用的车身结构，主要有独立式钢质车身、组合式钢质车身、钢质立体框架和铝质立体框架等几种型式。
车身的骨架件多用钢板冲压而成。
各大汽车生产厂商都致力于车身骨架结构的改造。
日本三菱公司的帕杰罗(SPORT)为该公司最新的SUV 型车设计了全新的车身结构，车身70%的构件由高强度钢板制成，边梁的厚度比吉普系列的其它车型增加了20%，因此整车的扭转刚度甚至比大切诺基还要高45%，车身的承载能力可达2吨以上。
韩国现代公司的SONATA车身结构也用高强度钢板进行了加强，横梁和立柱全部使用800MPa的高强度钢。
奔驰公司在SLK 车身骨架中大量使用高强度钢使扭转刚度增加了70%，安全性大大提高的同时也减少了车身的重量。
镁合金、铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势
镁合金、铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势作者：张金玲来源：《科技创新导报》2019年第28期摘; ;要：随着汽车产量和销量的增加，在汽车生产和使用过程中所产生的能源消耗和污染物的排放日益增加，与此同时给环境带来的污染也日益突出。
因此为推进汽车工业的可持续发展，在保证汽车的刚度、强度、安全性能的前提下，通过改变汽车结构和零部件的材料，实现汽车轻量化，对提高汽车的燃油效率和减少污染物的排放具有非常大的促进作用。
汽车轻量化不仅可以节能减排，还可以提升汽车在驾驶过程中的稳定性和动力学性能。
本文主要阐述的是当前应用最广的汽车轻量化材料镁合金、铝合金，分析了他们的特点和优势，以及未来在汽车轻量化上的发展趋势。
关键词：汽车; 轻量化; 镁合金; 铝合金中图分类号：TG146; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0092-02从目前的发展趋势来看，为了保护环境、节约能源和资源，未来汽车研发将更注重汽车轻量化设计。
在汽车生产制造中采用高强钢、铝合金、镁合金、复合材料等轻量化材料可以有效实现汽车轻量化，另外采用先进化的制造工艺，比如热成型、激光拼焊、液压成型等也可以实现汽车的轻量化。
铝合金凭借低密度、良好的耐蚀性、易于加工性等优点在汽车轻量化过车中得到了广泛的应用。
镁合金因其密度最低，且具有良好的压铸成型性、尺寸稳定性和良好的阻尼系数，在汽车轻量化中也具有不可替代的优势[1]。
1; 镁合金1.1 镁合金的优势镁合金是目前工业用金属材料中最轻的合金，同时具有良好的抗振和降噪能力，在汽车驱动和传动部件上应用镁合金可以很好地吸收因震动产生的能量，起到减震效果。
镁合金还具有很好的抗干扰能力，可以屏蔽电磁引起的干扰。
镁合金具有良好的铸造性能和切削加工性能，镁合金的熔点比铝合金要低，镁合金的融化潜热低，在铸造过程中，镁合金充型性好，凝固速度快，非常适合铸造薄壁零件，在熔化再回收过程中消耗的能量也比较少，所以镁合金还具有良好的可回收性能。
汽车用铝基金属材料和复合材料关键技术_概述说明
汽车用铝基金属材料和复合材料关键技术概述说明1. 引言1.1 概述随着汽车工业的快速发展，轻量化技术成为汽车制造业的重要方向之一。
铝基金属材料和复合材料由于其优异的性能和轻量化特性，在汽车制造中扮演着重要的角色。
本文主要探讨汽车用铝基金属材料和复合材料的关键技术及其在汽车制造中的应用。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行阐述。
首先是引言部分，介绍概述、文章结构和目的。
接下来，第二部分将详细介绍汽车用铝基金属材料的关键技术，包括铝基金属材料的介绍、优势以及加工技术。
第三部分将探讨汽车用复合材料的关键技术，包括定义与分类、应用领域以及制造工艺与技术。
第四部分将通过案例分析展示汽车用铝基金属材料和复合材料在不同零部件中的应用情况，涵盖外部结构件、内饰件以及其他零部件。
最后，第五部分将对全文进行总结，并展望未来汽车用铝基金属材料和复合材料的发展方向。
1.3 目的本文旨在通过概述和说明汽车用铝基金属材料和复合材料的关键技术，探讨其在汽车制造中的应用。
通过案例分析，读者将能够了解这些材料在不同零部件中的具体应用情况。
同时，本文还将对未来发展进行展望，以促进更好地使用这些材料实现汽车轻量化，并提高汽车性能和燃油效率。
2. 汽车用铝基金属材料关键技术2.1 铝基金属材料介绍铝是一种轻质、高强度的金属，具有优异的导热性和导电性，同时具备良好的抗腐蚀性能。
在汽车制造中，铝材料逐渐替代传统的钢铁材料成为一种重要选择。
常用的汽车用铝基金属材料包括纯铝、铝合金和镀锌铝板等。
2.2 汽车用铝基金属材料的优势与传统的钢铁材料相比，汽车用铝基金属材料具有以下优势：- 轻质化：由于铝的密度较低，使用铝材料可以减轻汽车自身重量，提高燃油效率和行驶性能。
- 强度优异：尽管密度较低，但经过合金化处理后的铝合金仍然具备出色的强度，在满足安全要求下可以提供足够牢固的结构支持。
- 良好的耐腐蚀性：通过表面处理或添加特殊合金元素，铝基材料可以有效抵御氧化和腐蚀，提高汽车的耐久性。
浅析新材料与新工艺在汽车轻量化中的应用
浅析新材料与新工艺在汽车轻量化中的应用作者：王杰赵金长来源：《青年与社会》2015年第17期【摘要】随着环保意识深入人心，汽车行业作为国民经济的支柱产业，通过汽车轻量化来实现节能减排的目标。
文章重点介绍三种汽车轻量化材料：高强度钢，铝合金以及镁合金。
针对各种材料在物理，力学上的特点和局限性进行了分析，并介绍了材料各自所对应的加工工艺，并对各个工艺的流程和特色等进行了针对性的分析。
通过对比三种轻量化材料和加工工艺，以期实现汽车结构和零部件的设计，以及优化材料的使用和配置。
【关键词】汽车轻量化;高强度钢;铝合金;镁合金;温热成形节能减排是经济结构调整的重点，汽车行业的节能减排更是重中之重。
汽车轻量化是汽车工业所要实现的主要目标之一。
有数据表明，汽车质量每降低300 Kg，寿命期内的排放可降低约20%。
据统计，轿车总重量的30%来自汽车车身的内、外覆盖件。
所以，降低车身质量以期实现降低燃油消耗以及减小污染排放的目标，对整个汽车行业乃至国计民生都有着重要的意义。
汽车轻量化一般通过采用新材料和新的加工工艺来实现。
高强度钢板，铝合金，镁合金等一些轻质高强材料在汽车车身，发动机，座椅支架等结构和零部件中得到了应用。
下面针对每一种轻量化材料的特点进行材料性能和相应加工工艺的介绍：高强度钢较铝、镁合金在成本、加工工艺和抗碰撞性能方面具有优势。
车用高强度钢通过固溶强化、位错强化、细晶强化等手段提高其强度，其本身的塑性和成形性则通过应变诱导塑性，剪切带诱导塑性和孪晶诱导塑性等机制提高。
由于强度较高，利用传统冷冲压工艺对其进行成形出现不易成形，成形过程中易出现破裂，且成形之后回弹较高。
因此，针对高强度钢板冷成形中存在的问题，热成形技术应运而生。
热成形是将板料在高温炉中进行加热奥氏体化，之后传送到模具中，成形的过程中进行淬火，实现钢板组织由奥氏体到马氏体的转化，最终形成具有超高强度的零部件。
在加热阶段，加热的温度和保温的时间是关键的因素，过高的温度以及过长的保温时间会对板料表面造成过烧，产生晶粒粗大等不利于板料淬火性能的影响。
镁合金在汽车轻量化方面的应用
镁合金在汽车轻量化方面的应用
孙景林;郭静
【期刊名称】《轻金属》
【年(卷),期】2008()7
【摘要】汽车重量和燃油经济性对汽车工业日益重要。
镁合金是常用金属结构材料中最轻的,具有许多优良特性。
用镁合金生产汽车部件有助于减轻汽车重量,提高燃油效率,减少CO2的排放。
介绍了镁合金当前及今后在汽车工业方面的应用。
【总页数】4页(P58-61)
【关键词】镁合金;汽车;轻量化
【作者】孙景林;郭静
【作者单位】东北轻合金有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
【相关文献】
1.轻量化材料镁合金在汽车上的应用 [J], 赵琛;陈云霞;李中兵
2.汽车轻量化以及铝镁合金在汽车工业中的应用 [J], 孙子龙
3.镁合金和铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势 [J], 张金玲
4.镁合金在汽车轻量化应用中的问题与建议 [J], 唐靖林
5.汽车轻量化之镁合金材料的应用(1) [J], 白方;仝仲盛
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金属材料在汽车轻量化中的应用与发展研究张田保
摘要：在汽车保有量的不断增加的社会背景下，如何减少污染、降低能耗，为
消费者提供低成本、低排放、高速、安全、舒适的驾车环境，是汽车制造业亟待
研究的课题。
汽车轻量化成为汽车产业发展的主要方向。
铝合金材料以其具有的
一系列优良特性，如密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐
腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着色、良好的加工成型性以及高的回收再
生性等，在汽车工业中逐渐得到广泛运用，成为实现汽车轻量化发展的主要途径。
关键词：金属材料；汽车轻量化；应用
1、金属材料在汽车轻量化中的应用
汽车轻量化虽然是设计、材料、工艺等多方面因素的优势集成，但主要是材
料的轻量化。
归纳起来，用于汽车轻量化的材料主要有两类：一是低密度的轻质
材料，主要指铝、镁、钛合金材料，以及塑料和复合材料；二是高强度材料，如
高强度钢。
从环保的角度看，在轻质材料中，聚合物类的塑料制品回收处理过程
中存在环境污染问题，因此，在使用上受到一定的限制。
而铝、镁、钛合金材料
是目前所有现用金属材料中密度较低的轻金属材料（铝合金约2.7 g/cm3，镁合金约1.74 g/cm3，钛合金约4.51 g/cm3，钢的密度约7.8 g/cm3），这些金属材料形
成的多种合金材料，可以提高汽车主动安全性和被动安全性，满足苛刻的安全法
规要求，使汽车的安全设计得到进一步的完善。
同时，选用轻金属材料也是减轻
自重、节能环保，提高汽车动力性、舒适性的重要保证。
铝、镁、钛等轻金属代
替钢材是汽车轻量化的首选材料，也是未来汽车发展的重要方向。
2、铝及铝合金
铝是世界上使用较早且生产和处理工艺都比较成熟的轻量化材料。
铝及铝合
金材料具有的一系列优良特性，如密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击
性能好、耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着色、易加工成型性、回收再
生率高等特点，受到越来越多的汽车制造企业的青睐。
目前，汽车上用铝量最大的是车轮、动力系和悬架系零部件。
据此推测，未
来汽车的铝化界限可达30%～50%。
为了能增加铝及合金材料在汽车制造业中的
使用数量，各国都在努力探索新的铝合金材料的同时，也不断改进加工技术，如“铝合金半固态成形技术”就是目前国际广泛关注和应用的领先的加工技术，该技
术生产出来的铝合金汽车零件组织致密、性能优良，且属于近终态成形。
铝及铝
合金材料也有不足之处，主要表现在铝的承载力、力学性能与钢相比仍有差距。
再加上生产技术的局限，工艺流程的复杂性，导致生产成本较高。
这些都是制约
汽车材料铝化的重要障碍。
汽车轻量化主要是通过提高铝化程度来实现。
伴随着铝化程度的不断提高，
使用铝的比例不断增加，所产生的最大问题就是生产成本的大幅度上升。
因此，
降低铝化成本，提高生产效率是汽车制造业努力的方向，未来汽车铝化程度的提
升必须依靠对铝化的需求和生产成本的平衡来支配。
我国的铝矿产资源丰富，原
铝产量位居世界第一，并形成了完整的铝工业体系。
目前，国内汽车工业用率呈
现快速增长态势，生产技术基本上能满足汽车工业的需要。
3、镁及镁合金
镁及镁合金是21世纪最具开发前景的轻质结构材料。
镁及镁合金的主要特点是：一是密度低、质量轻，使用镁合金能够比铝合金再减轻15%～20%，是最轻
的金属材料；二是比强度（强度与质量之比）高于铝合金和钢，比刚度（刚度与
质量之比）接近于铝合金和钢；三是消震性和阻尼系数好，承受冲击载荷能力比
铝合金大，用于壳体可以降低噪音，用于轮圈可以减少震动，提高汽车的安全性
和舒适性；四是导电导热性能良好，相同温度条件，镁合金的散热时间是铝合金
的一半。
五是工艺性能良好，具有良好的铸造性能和尺寸稳定性，容易加工，废
品率低，从而降低生产成本。
限制镁合金应用的主要原因是镁合金的高性能―抗
蠕变能力和高温疲劳性能较差。
今后新材料的研发主要解决这一问题，一是现有
镁合金的优化，特别是对AZ、ZK系合金进行改性，通过添加合金元素，改善合
金的高温性能；二是新合金系的开发，主要是指新型Mg-RE系的研发。
镁及镁合金在汽车上的应用主要是以压铸件为主，取代铸铁、铝合金、塑料
和钢制冲压焊装组合件。
镁合金在汽车上的应用零部件分为两类：一类是壳体类。
如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调
机外壳等；另一类是支架类。
如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜
支架、分配支架等。
我国汽车用镁及镁合金存在的主要问题是：自主研发产品少，主要的合金牌
号基本上是仿制品；镁合金品种及牌号少，尤其是板材与型材缺乏；镁合金产品
中的杂质和有害元素含量高，缺少统一的检测标准；镁合金基础研究还比较薄弱。
4、钛及钛合金
钛及合金是21世纪最重要的、具有优异的综合性能的新型结构及功能材料。
它密度小，钛的密度是4.51 g/cm3，介于铝（2.7 g/cm3）和铁（7.6 g/cm3）之间；比强度高于铝合金和钢，韧性与钢铁相当；抗蚀性能优于不锈钢，在氯离子侵蚀
的海洋大气环境和微氧化气氛中，也具有很好的抗蚀性；工作温度区间较宽，低
温钛合金在-253℃依然能保持良好的塑性，耐热钛合金的工作温度可550℃左右，耐热性高于铝合金和镁；具有良好的加工性和焊接性能。
钛在汽车上的应用主要分为两大类：一大类是用来减少内燃机往复运动件的
质量；另一大类是用来减少汽车总质量。
在新一代汽车上主要应用在发动机元件
和底盘部件上，可制作发动机系统阀门、阀簧、阀簧承座和连杆等，以及底盘部
件中的弹簧、排气系统、半轴和紧固件等。
钛及钛合金在20世纪50年代就进入到汽车制造领域，但发展比较缓慢，主
要原因是价格因素。
钛金属熔点高，化学性质十分活泼，与O，H，N和C等元
素有极强的化学亲和力，使纯钛的提取非常困难；另一个原因是合金化元素价格
较高，钛合金多以高价的V作为合金元素以提高强度，又以Al-X作为中间合金添加。
以廉价的Fe，Cr等合金元素取代V元素，是未来降低钛合金成本的有效方法。
随着汽车材料向轻量化、高性能和高功能的方向发展，钛及钛合金作为结构
功能性材料将会越来越受到重视。
尽管目前钛材料在汽车领域应用不大，但随着
钛工业的发展，钛加工成本的降低，钛材料必将在汽车领域占据重要地位，具有
无限广阔的发展前景。
5、高强度钢
高强度钢，英文缩写为AHSS（Advanced HighStrengthSteel）是未来汽车钢铁
材料的主要发展方向之一。
高强度钢是指在强度和韧性方面结合很好的钢种。
低
合金结构钢经调质处理后，具有很好的综合力学性能，其抗拉强度σb>1200 MPa 时，称作高强度钢；当抗拉强度σb>1500 MPa时，称为超高强度刚。
高强度钢具有很好的吸能性、屈强比、应变分布能力和应变硬化特性。
与铝、镁合金材料相比，高强度钢原料和制造价格较低，经济性较好。
主要用于汽车结
构件、安全件、加强件如A/B/C柱、车门槛、前后保险杠、车门防撞梁、横梁、
纵梁、座椅滑轨等零件；在实现汽车轻量化的同时，确保汽车的安全性。
结语
汽车工业发展到现在，面临的主要问题是能源、公害和安全三大问题。
世界
各国政府先后颁布能源保护、废弃排放、降低噪音和安全保障等方面的法律法规。
汽车工业顺应形势的发展，必须走轻量化的发展道路。
参考文献：
[1]赵武壮.我国汽车及发动机用铝合金铸件发展前景广阔[J].中国金属通报，2011（24）：04-05.
[2]祝珂.铝在汽车材料中的运用及展望[J].汽车工程师，2011（08）：24-26.。