轻质材料及其在汽车上的应用



轻质材料及其在汽车上的应用

对当前应用的轻质材料、成本以及未来机动车应用的比率进行了研究。对解决方案和建议进行了分析，从而克服材料未来的应用局限性，并对不同材料的成本进行了评估。

轻量化技术已成为整个汽车行业的未来，尤其镁材料。设计轻量化组件从根本上减轻了车辆质量，而不牺牲结构强度，改善燃料经济性。减轻汽车车身、零部件及其它产品的质量是解决能源消耗和提高动力性的重要方法。使用轻质材料的主要障碍是其成本较高，因此应优先考虑新材料的开发和制造成本。据估计，车辆总质量每减轻10%，燃料经济性提高7%。此外，每减轻100kg车辆质量，则有降低约9g/kmCO2排放量的效果。

近几年，先进高强度钢（AHSS）已经在部分需要良好耐撞性的零部件中使用。AHSS提供了增强的力学性能，以其相对较低的成本，其优势超过了铁和软钢的应用，而且可以减轻质量10%～19%。由于铝合金高强度和刚度质量比特性、良好的成形性和抗腐蚀性以及回收潜力，使得其成为汽车行业替换质量较重材料的理想材料，质量减轻幅度约50%～65%。

镁合金减轻质量幅度可达到64%～72%，并能提供与低碳钢和铁同等的强度和刚度。但镁合金的应用潜力很大程度取决于铝和钢成形工艺是否适于镁，镁合金的应用有待突破。镁合金在汽车工业中普遍应用于铸造产品，锻造镁合金应用目前非常有限。