金属材料在汽车轻量化中的应用研究

陈洋

摘要：汽车轻量化已经成为汽车制造行业一个重要的发展目标，而金属材料在这一领域的应用发挥出非常关键的作用。在提倡绿色发展方式的今天，汽车轻量化是符合时代发展需求的一种技术革新，各种轻质材料正在取代传统钢材的主体地位。轻量化趋势是汽车产业今后的发展潮流，也是一个主要的研究方向，通过这种技术，能够促进汽车产业的优质发展。本文在分析国内汽车制造产业发展现状的基础上，探讨金属材料在这一领域中的具体应用，希望能为行业发展形成有效参考。

关键词：金属材料 ;汽车轻量化 ;应用

随着能源短缺问题的加剧，节能环保成为各个行业发展的重要方向，是国内正在倡导的发展理念，这种先进理念在汽车制造行业的体现就是轻量化趋势。由于金属是其关键的材料，所以采用哪些新型金属材料是一个值得关注的课题[1]。同时，要不断优化应用于新材料的工艺，采用新方法解决技术中的新难题，最终将成功经验不断扩大，形成先进技术和材料的大规模应用，推动汽车制造产业健康发展。

1我国汽车制造产业现状

汽车制造使用的传统材料特点就是偏重型，密度高且质量大。在当今社会，制造技艺水平得到显著的提高，经济社会发展理念和消费者的需求都发生了变化，制造材料如果再不进行革新，与绿色节能的行业发展要求相距甚远，就难以符合如今的制造标准和市场需求。所以，推行汽车轻量化首先要研究的问题就是基础材料的使用。轻型金属的大量使用是汽车制造在以后必将出现的发展趋势，但是在材料更新换代的过程当中难免会有技术上的难题。无论制造成本还是工艺技术，都是需要考量的因素，所以在目前阶段，钢材还是汽车制造领域最为主流的金属材料，能够在这一领域作为主要材料至今说明钢材在性能等方面是存在自身优势的[2]。不过，在当前的发展形势下，钢材要被更具优势的材料取代，尤其是车身和车轮等主要使用金属的部分，逐步向着轻量化的目标迈进。

2金属材料在汽车轻量化中的应用

2.1高强度钢板

高强度钢板其实也就是改良后的钢材，对普通的钢材在性能和强度等方面进行增强，更加符合轻量化对材料的要求。但要注意的是应该适当降低材料使用量，以更好满足需求。钢材作为传统主流汽车材料，自身优势是很明显的，对其进行优化升级之后，除了固有的优势之外又增加了新的优点，可以产生非常好的应用效果[3]。其中，双相钢是最常使用的一种，它的组成材料是马氏体和铁素体，它具有非常强的冲压性和更高的强度，主要用于汽车的结构件和安全部件，在这些部位可以发挥更大的价值。

2.2铝及铝合金

铝材料是轻量化汽车制造目标提出以后首先使用的一种材料，在目前已经形成了较为成熟的工艺水平，因此相关材料的使用已经获得比较明显的效果。铝材料有一些非常独特的优势，强度高，但是密度很小，不容易被腐蚀和磨损，而且有很强的冲击性。在工艺方面也同样具有优点，表面着色和成型的难度相对较低，工艺比较简单，还有很重要的一点是回收之后可以进行再次利用，与环保发展理念不谋而合。因此，铝和铝合金能够成为最先使用的轻型材料[4]。这种材料通常使用在动力系、悬架系和车轮部分，其他部位的零件也有涉及，为轻量化目标的实现做出了重大贡献。

2.3镁及镁合金

轻量化材料中最有潜力的要数镁和镁合金，它具有非常显著的一个优点就是质量非常轻，甚至要轻于铝材料，尤其符合輕量化发展需求。在比强度方面，镁材料要高于铝和钢材，并且有很强的减震和隔音性能，抗冲击性也同样令人满意，从各方面来看，镁和镁合金作为一种轻型材料来说都接近完美。综合各方面的表现，它特别适合被用在汽车外壳，能够使车辆的整体重量有效降低，并且可以更好的保证安全，这两个方面都是新时代汽车制造最关注的要素。

2.4钛及钛合金

具有出色综合性能的新型材料还包括钛及钛合金，它拥有高强度和较小的密度，用在汽车制造领域非常合适，当前使用这种材料的主要部位是底盘和发动机，在减轻汽车重量方面的表现很出色，应用过程中体现出来的综合优势明显，因此在目前的汽车制造行业得到了最广泛的应用[5]。钛材料相关的工业持续得到发展，将来的价格也会下降，对汽车制造行业有重大的影响，使钛合金的大量应用成本更低。因此这类材料的发展前景非常广阔，对于汽车轻量化目标有着非常重要的价值作用。

2.5泡沫金属

泡沫金属除了拥有很高的强度，同时还具有延展性，除了可以选做汽车轻量化的新型材料，它本身在目前的应用也很广泛，比如在建筑工程中和飞机夹合件芯材方面。顾名思义，它是有泡沫气孔的一种金属，因为具有非常特殊的结构，所以在隔音和隔热方面有优秀的表现，再加上它具有较低的密度，在汽车制造行业也比较适用，能够令金属材料过度消耗的问题得到有效解决，特别是轻量化目标的提出让泡沫金属在这一领域更加拥有了用武之地。该金属类型在汽车轻量化中的使用给汽车行业的发展带来了很大的推动作用，具有重大意义。

结语

总之，国内汽车制造行业在今后要向着轻量化的趋势发展，就需要对制造使用的金属材料进行革新升级，通过选用更加合适的金属，才能保障轻量化目标的实现，使整个行业更加符合节能环保的理念。国内在当前阶段推行节能降耗、绿色环保的发展理念，汽车制造行业也同样要向着这一理念和目标靠拢，首先从基础材料出发，提高选材的性能水平。所以，对于金属材料的革新和使用在今后仍然是一个重要的研究课题，也是落实汽车轻量化制造的关键一环。

参考文献

[1]孙文明.汽车轻量化研究中的化工新材料运用[J].材料保护，2021，54（04）：189-190.

[2]陈志俊.金属材料在汽车轻量化中的应用与发展[J].中国金属通报，2021（03）：9-10.

[3]唐靖林.镁合金在汽车轻量化应用中的问题与建议[J].汽车工艺师，2021（Z1）：27-31.

[4]任丽宏，徐英.浅谈金属材料在汽车轻量化中的应用与发展[J].时代汽车，2021（04）：38-39.

[5]卢振生，吕关想，史爱平，常家伟，赵宏隽.浅谈金属材料在汽车轻量化中的应用[J].时代汽车，2020（07）：47-48.