现代汽车轻量化材料以及轻量化技术的应用覆盖率持续递增，轻量化技术的应用能够有效降低汽车使用时的油耗，既能发挥环保生态的作用，又能强化汽车行驶安全性、能动性等。如今更多类型的汽车轻量化材料被研发应用，如高强度钢、铝合金、镁合金等等，汽车轻量化材料的科学应用，更加符合现代经济行业发展的生态趋势要求，为汽车制造业可持续发展提供了有效助力。本文将对汽车轻量化材料的应用展开探究。
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汽车轻量化材料的应用探究
◎田莎
现代交通事业愈加发达，也带动汽车行业的高效发展，汽车制造业的通过技术的创新研发，也逐渐向着轻量化、环保化的方向发展。汽车轻量化技术的应用可以显著的降低汽车整体的重量，但是不会影响汽车的整体性能，与此同时还能够优化汽车的动力性。并且汽车轻量化材料具有环保、节能等优势特点，这也使得汽车轻量化材料在汽车制造当中广泛应用。
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笔者对常州轻工职业技术学院、常州工程职业技术学院、常州信息职业技术学院、常州纺织服装职业技术学院、常州机电职业技术学院近三年的退役复学高职生进行了调研，发现他们具有如下基本特征。
一、高强度钢的应用
首先，铸造铝合金材料的应用，集中于汽车的功能装置当中，如发动机、变速机、传动系统等，铸造铝合金在汽车制造中应用非常广泛，我国铸造铝合金材料大部分都流通到汽车制造领域，铝铸件、压铸件在汽车制造当中应用达到生产总量的60%以上，铝合金的铸造材料方式具有多样化特点，可以根据铸件的要求合理的采用铸造方法。
铝合金材料具有抗腐蚀、合成方法灵活多样、可实现再利用、强度大、重量小等特点，也是比较常用的汽车轻量化材料。目前，铝合金材料大多都代替汽车当中的钢铁材料结构，铝合金在汽车制造领域的推广最为快速，铝合金能够应用于汽车的底盘、车架、车门、发动机等重要的结构当中，并且如今已经有全身结构都应用铝合金的汽车，汽车轻量化材料当中主要应用的铝合金材料包括有铸造铝合金，变形铝合金，铝基复合材料。
二、铝合金材料的应用
汽车的悬架、底盘、车身等支撑防护型的结构应用高强度钢较多，高强度钢是在钢的原材料中添加多样化的合金成分，综合形成的钢结构强度与韧度就得以大幅度提升。高强度钢的抗拉强度很高，与普通的钢材料相比要高出3倍，材料的厚度较小。以厚2mm的钢板为例，一般的侧面可以压缩和拉伸到0.08mm，而强化钢板可以压缩到0.05mm，这个细微的变化和对汽车工业的进步来说，已是重大进步。高强度钢材料的性能得到优化，质量得到降低，如今高强度钢材料产品还在持续的优化，更多新型的高强度钢材料的强度进一步提升，材料的密度相较来说比较轻。利用高强度钢制造的汽车车身重量仅为钛合金车身的70%，材料使用成本也大约为钛合金材料使用的70%。如今，较为常用的高强度钢有双相钢、复相钢、相变诱发塑性钢等。
汽车制造期间，汽车的整体性能与汽车的材料是存在关联性的，汽车材料重量过重，车辆形式应用的性能相对较差，而汽车车身材料若是重量减轻，汽车的整体性能也会显著的提升。传统汽车制造应用的材料重量较大，已经不适用于现代汽车行业的发展，汽车轻量化材料逐渐替代了传统汽车材料。高强度钢是常用的汽车轻量化材料，高强度钢材料的轻度高、质量小，应用能够促进汽车安全性能的提升，并且高强度钢还具有经济性特点，能够节约汽车材料使用成本。高强度钢对汽车轻量化的实现有重要的推助力，因而在汽车轻量化材料市场的竞争力较强。
其次，变形铝合金材料的应用，变形铝合金材料的强度与韧性与传统的汽车材料相比要强出很多，变形铝合金材料在骨架、引擎散热器、空调零件、悬架零件等部位均有应用，变形铝合金的质量非常轻，能够更好的实现汽车轻量化。在2005年在德国的汽车制造领域，就有企业全部采用铝合金材料生产了非承载式车身，这一车身结构的性能要比冷轧钢板这身要强出很多，全铝材料的车身重量要比冷轧钢板车身小260kg左右，这一数据足以证明铝合金材料在汽车轻量化当中发挥的作用。
最后，铝基复合材料的应用。汽车轻量化材料当中，复合型材料应用最广泛的就是铝基复合材料，其材料的强度大、比模量高，并且材料自身对不良因素的抵抗力较强，能使用的磨损速率较小。铝基复合材料主要应用于汽车的刹车盘、活塞、活塞连杆等这类磨损度较大的结构，应用的质量性能较高。我国汽车制造企业就广泛应用铝基复合材料，在强度提高与重量降低、节能环保等方面发挥着显著的作用。另外，铝基复合材料在汽车引擎活塞环槽中应用还能够促进汽车发动机性能的提升。
三、镁合金材料的应用
铝镁合金比刚度、比强度高于其他材料，阻尼系数高，电磁屏蔽性强，可回收，对环境没有危害。镁合金材料虽然在汽车制造行业领域的应用广泛度还相对较小，但是由于镁合金材料的性能特点，比较符合现代生态环保发展原则，并且能够很好的满足汽车轻量化的要求，因而镁合金材料在汽车轻量化发展的潜力是巨大的。镁合金材料目前在汽车轻量化当中主要是以压铸材料的形式应用，能够减轻传统汽车30%的重量，因而镁合金材料未来在汽车轻量化市场的发展前景是非常可观的。
四、钛合金材料的应用
钛合金材料在汽车轻量化领域也有很多的应用，赛车对车身性能、车身重量都有较高的要求，钛合金材料在赛车当中就有广泛的应用，汽车用钛部件主要包括：阀、悬架弹簧和气门弹簧、气门、连杆等。我国对钛合金材料的研发较早，丰田汽车企业就研发出钛基合金材料，这种材料的基体是以Ti-6A l-4V合金，增强体是TIb，生产的工艺采用粉末冶金法。其材料的生产成本较低，能够有效减轻汽车的重量，材料的抗拉强度也显著提升。但是钛合金材料的研发制造成本较高，使得钛合金材料的应用没有广泛推广，这是未来汽车轻量化需要改善的问题。
（作者单位：广汽本田汽车研究开发有限公司）
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