汽车轻量化材料及相关技术的研究进展.pdf

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1、3 7A d v a n c e d Ma t e r i a l s I n d u s t r yn s i g h t透 视I伴随着汽车工业的发展，汽车产量和保有量逐渐增加，汽车在给人们出行带来方便的同时，也产生了油耗、安全和环保三大问题。为保证汽车工业的健康发展，各国针对马鸣图，重庆汽车研究所副总工程师，主要从事汽车材料方面的研发和应用，在双相钢、微合金钢的强化特性，双相钢的B a u s c h i n g 效应，弹簧钢的松弛抗力测试方法，材料和汽车零件的快速疲劳试验方法等方面提出了一些新的思想和方法，发表学术论文 1 6 0 余篇，出版学术专著 5部，目前正从事先进的汽车用钢、汽车

2、轻量化材料和相关技术的研发和应用方面的工作。汽车轻量化关系到我国能源规划和战略，关系到我国汽车工业的自主创新，关系到我国汽车工业的可持续性发展。开展汽车轻量化和相关技术的应用研究，并充分发挥各种轻量化材料的优势，进行各种材料优势的集成和设计、工艺及相关技术的集成，才能解决轻量化的难点和关键技术，达到轻量化和提升汽车性能的完美结合。汽车轻量化材料及相关技术的研究进展汽车工业发展产生的三大问题，制定了相应的法规。包括油耗法规、正碰和侧碰的安全法规，以及排放法规，如美国1 9 7 8 年实施了CA F E（公司平均燃油经济性法规）。欧洲先后马鸣图1 柏建仁2 1 重庆汽车研究所 2 中国第一汽车集团

3、公司3 8新材料产业 N O.6 2 0 0 6n s i g h t透 视I实施欧、欧、欧和欧排放法规，针对碰撞对人体伤害，美国制定了正碰法规F MU S S 2 0 8 和侧碰法规F MOS S 2 1 4 等。我国亦有类似的法规公布和实施。各国汽车工业认为：满足各项严格法规要求极为有效的手段是采取高强度轻量化材料，以使满足汽车轻量化降低油耗和排放的同时，保证汽车的安全性法规要求。2 0 世纪7 0 年代两次石油危机，促进汽车业提高燃油经济性；8 0 年代中期以后，保护地球环境又一次推动汽车业提高燃油经济性、降低排放。研究表明，约7 5%的油耗与整车质量有关，降低汽车质量就可有效降低油耗及

4、排放。目前，大量研究表明，汽车质量每下降1 0%，油耗下降8%，排放下降 4%。美国在欧洲全顺车的实验表明，在满足欧标准条件下，每百公里油耗 Y和汽车自质量 X的关系为Y=0.0 0 3 X+3.3 4 3 4。对商用车的研究亦表明，汽车质量每减少 1 0 0 0 k g，油耗可降低6%7%。油耗的下降，意味着二氧化碳、氮氧化物等有害气体排放量的下降。据报道，美国汽车质量如果减少 2 5%，燃油消耗按减少 1 3%计，一年节省 2.7 亿桶石油，少排放 C O21.0 1 亿吨。汽车轻量化是提高汽车动力性、舒适性进而提高竞争力的必须。汽车质量减少，会减小动力和动力传动系统负荷，可在较低的牵引负

5、荷下表现出同样或更好的性能。L o t u s公司证明，簧载质量下降，明显提高行驶平稳性和舒适性。为提高轿车安全性、舒适性等性能，增加一些辅助装置，导致车的质量增加，这些也需通过轻量化予以补偿。又如，混合动力汽车，由于增加了混动系统装置而增加了车重。如果在混合动力汽车中实现轻量化，不但可以减少油耗，还可以降低制造费用。无论从战略角度、商业角度还是社会发展来看，具有高燃油经济性和环保特点的汽车顺应了社会发展的需要。美国石油的 5 3%依赖进口，欧洲则为7 6%。2 0 0 3 年中国已成为世界第二大石油消费国，机动车耗油超过 6 0 0 0 万吨，2 0 0 5 年中国石油消耗量已达到1.3 亿

6、吨。在石油价格连续攀升的形势下，汽车用户越来越关注车的油耗，制造高燃油经济性汽车是提高中国汽车工业竞争力的重要因素。国外统计表明，汽车的使用费用一般为购置费用的1 2 倍，而使用费用中燃油消耗则占很大的比重。降低汽车油耗已成为影响我国轿车产量增长的首要因素。提高燃油经济性和能源多元化是保证汽车工业可持续发展的当务之急。国家汽车产业发展政策中第1 0条规定“汽车产业及相关产业要注重发展和应用新技术，提高汽车燃油经济性。2 0 1 0 年前，乘用车新车平均油耗比 2 0 0 3 年降低 1 5%以上。”轻量化材料和相关的应用技术在汽车上的应用，在汽车节油技术发展中十分重要。美国 P NGV计划中，

7、把材料和相关应用技术作为三大关键技术领域之一。我国预计曾将2 0 2 0 年石油消耗从6.3 亿吨减至4.7 亿吨，其中就考虑了汽车轻量化的节油。汽车轻量化材料及相关技术的发展现状世界汽车的自质量逐年下降自2 0 世纪7 0 年代末以来，汽车的自身质量逐年减少。以美国为例，8 0年代初中型轿车的平均质量为1 5 2 0 k g；9 0 年代初下降至1 4 7 5 k g；9 0年代末下降至 1 2 3 0 k g；1 9 8 5-1 9 9 5 年期间，轿车质量平均每年减少0.9%。2 0 世纪末和本世纪初世界各国先后出现了1 0 0 千米油耗3 升的车，这类车的质量基本上处在7 5 0 8

8、5 0 k g之间。其中车身和底盘均为2 5 0 k g，比现在轿车约轻5 0%；动力及传动系 3 6 3 k g，减轻 1 0%；其他部分重 2 2 0 k g，比现今同类型车的轻5 0%。1 9 9 8 年德国大众推出的百千米油耗 3 L 车，汽车自车质量只有8 0 0 k g。奥迪公司新近开发的全新紧凑型轿车系列产品 A2型轿车，设计座位5 个，汽车自身质量为8 9 5 9 9 0 k g。1 9 9 9 年底意大利菲亚特公司研制的节能型 3 L 轿车，其自身质量只有 7 5 0 k g。美国福特汽车公司与加拿大 A l c a n铝业公司共同研制开发的全铝车身承载结构，所生产的P 2

9、0 0 0 型轿车其自身质量为9 1 0 k g，与福特的T a u r u s 轿车相比轻了4 0%。商用车的自质量也在逐年减少，以意大利I V E C O商用车为例，2 0 世纪 8 0 年代末，其商用车驾驶室的质量为 1600k g，2004年已降为9 6 0 k g，减少了4 0%，车架8 0 年代末的质量为 1 2 0 0 k g，目前已至8 0 0 k g，减少3 3%。世界汽车轻量化材料用量逐年增 加与汽车自身质量下降相对应，汽车轻量化材料用量逐年增加。首先是高强度钢和先进高强度钢的用量增加。这类材料的应用既可以减少汽车质量，又可保证汽车结构性能和安全性能，如日本1 9 8 0

10、年为8.7%，1 9 9 2 年为 2 3.3%，个别公司（如丰田公司）高达 5 0%；如美国1 9 7 6 年为6%，1 9 8 8 年为1 8%，目3 9A d v a n c e d Ma t e r i a l s I n d u s t r y前已达到4 5%。1 9 9 4 年启动的全球3 4 个钢铁和汽车公司联合委托美国P o r c h e 工程公司设计的超轻钢车身项目（UL S A B A V C），于1 9 9 8 年完成，自车身的质量从 2 7 0 k g减至2 1 8 k g，其高强度钢用量达9 8%，并且满足2 0 0 4 年的碰撞法规。韩国浦项制铁、工业研究院、现代

11、汽车公司、大宇汽车公司等联合开展“国产汽车轻量化材料开发事业”，采用高强度钢，使汽车减重1 0%。二是铝合金用量增加。近年来，铝在汽车上应用量增加很快，1 9 7 7年 美 国 家 庭 轿 车 每 车 用 铝 44.0 3 8 k g，2 0 0 0 年已达 1 1 1.4 5 7 k g；2002年北美轿车平均每车用铝1 2 4 k g；日本 1 9 8 0年每车用铝5 0 k g，预计2 0 0 5 年将增至1 5 0 k g。世界铝协统计，1 9 9 1-1 9 9 9 年汽车用铝量翻了一番。近年来日本还出现了全铝发动机，和铸铁缸体相比，铝合金缸体可减轻2 0 3 0 k g。1 9 9

12、 5 年宝马4 阀6 缸奥托发动机（2 L、2.5 L、2.8L），其铝缸体较铸铁缸体轻3 1 k g。1 9 9 4年奥迪汽车公司试制A u d i A 8 全铝车身轿车，1 9 9 8 年批量生产。采用锻造铝合金车轮可使汽车质量减轻2 5 3 0 k g。铝合金有铸造、锻造、锻材、变形材、挤压材等多种形式的应用，在车身结构、空间框架、外覆盖件和车轮等均有大量应用。在汽车中采用轻质铝部件可节省能量，是生产该结构中所用原名所耗费能量的6 1 2 倍，在轿车或轻卡中每使用 1 k g铝来替代常规较重的材料，就可能使该车在使用寿命中减少2 0 k g 的尾气排放。三是塑料及纤维复合材料在汽车工业应

13、用日趋增加。美国典型家庭轿车 1977年每车用塑料 76.2 7 2 k g，2 0 0 0 年为1 1 2.8 1 9 k g。欧洲每辆车用塑料1 9 6 0 年为3 4 k g，1 9 7 0 年为3 5 k g ,1 9 9 0 年为9 8 k g。汽车上应用塑料件已达数百个。在重型卡车上塑料、复合材料的应用已超过 1 5 0 k g，由普通的塑料到高强度复合材料均有应用。四是镁合金用量逐年增加。上世纪 9 0年代末镁合金用量有较快增长，北美通用每车用镁达到3 k g，For d 公 司 每 车 用 镁 2.3kg，Ch r y s t e r 公司每车用镁量为 1.9 k g。近年来，

14、镁的应用增长更快，1 9 9 7年，北美三大汽车公司用镁量为 3 3 9 5 0 吨，到2 0 0 4 年已增长至 5 7 0 0 0 吨。起初是壳体类、气缸盖罩盖、方向盘骨架等件，然后是座椅骨架、仪表盘骨架、支架类件。美国2 0 0 0 年典型家庭轿车的质 量 比 上 世 纪 7 0 年 代 下 降1 7 0 k g。2 0 0 1 年的北美家庭用车的材料构成为：钢 54%、铸铁1 0%、铝合金 8%、镁合金 0.3%、塑料 8%、橡胶和玻璃 7%，其他1 3%。钢仍是主要材料，其中普通钢板、管棒材用量减少，高强度钢用量增加。高强度钢是保证轻量化和安全碰撞法规的关键材料。而铝合金用量迅速增加

15、，它是汽车轻量化的重要材料。塑料、复合材料用量也有较大增加，特别是在商用车上增加更快，它是汽车轻量化的有效材料。近年来镁合金用量增加，锌铸件减少。国外汽车轻量化材料研究和生产实践说明，应用的轻量化材料主要是高强度钢（它是保证安全和轻量化的基本材料），其次是铝合金、复合材料及塑料、镁合金。轿车车身质量约为整车质量2 5%3 0%，发动机约为1 0%，轿车轻量化重点总成为车身、发动机、底盘。轻量化用材和相关技术的发展 水 平（1）高强度钢2 0 世纪末，全球3 4 个钢铁企业和汽车公司联合委托美国P o r c h e 工程公司设计超轻钢车身（UL S A B项目）。1 9 9 4 年该项目启动，

16、1 9 9 8 年完成；在该项目中实现了自车身比基准车平均减重 2 5%的目标，并应用了大量的高强度以及激光拼焊、液压成形技术。之后，又进行了超轻钢悬架（UL S A S）、超轻钢覆盖件（UL S A C）及超轻钢车身先进概念车（UL S A B A V C）项目，证明了高强度钢是轻量化主要材料，增强了钢在汽车轻量化选材方面的地位。高强度钢应用的品种有微合金钢、低碳超低碳加磷钢、烘烤硬化钢、双相钢（D P钢）、复相钢（C P钢）、相变诱发塑性钢（T R I P 钢）等先进高强度钢，上海宝钢和重汽所曾自主开发复相钢，用于汽车特种零件，深入地进行了冲压成形、回弹性能、焊接性能、碰撞能量吸收等应用研

17、究，取得良好效果。（2）铝合金铝合金是轻质材料，并具有良好的抗腐蚀性，适合于制造汽车零件，是一种有应用前景的轻量化材料。世界铝材委员会目标是“在世界范围内的轿车和轻型卡车制造领域大量推广铝材的使用，包括使用铝结构”。为了实现这一目标，铝材行业与汽车制造商在两个方面通力合作：在目前钢材占主导地位的生产平台上，使用铝质零部件即使用全铝或大部分为铝的生产平台。1 9 9 6年秋季，美国铝业（A l c o a）公司董事会主席表示，将投资1 0 亿美元，与任何希望与之合作的汽车制造商共同开发可以大批量生产的铝制汽车4 0新材料产业 N O.6 2 0 0 6n s i g h t透 视I件（美国铝业已

18、与奥迪汽车公司合作开发 A u d i A 8 全铝车身轿车）。汽车用铝材主要是铝板材、挤压材、铸铝及锻铝。上世纪8 0 年代，铝板开始用于车身发罩外板、前翼子板、顶盖，后来用于车门、行李箱盖板。1 9 9 0年本田汽车公司推出A c a r a NS X运动车，该车型整车用铝高达4 5 0 k g；包括全铝车身、发动机缸体、气缸盖、悬架支架、座椅等构件。1 9 9 4年车身为空间框架结构，应用铝板、挤压材、铝铸件。西铝和重庆汽车研究所、东北大学联合对 6 0 0 0系列铝板进行成形性研究，已取得一定进展，正在试验铝质发动机外板和卡车用铝合金油箱。日本等国外的一些汽车公司根据汽车轻量化发展的需

19、要，已开发或使用了全铝发动机，普遍采用铝缸体。1 9 9 5 年宝马铝底盘零件、铸造铝车轮已广泛应用；锻造铝车轮已在P o s c h e 9 1 1、A u d i A 8、A 4 等车上应用。法国生产锻造铝车轮，使轿车每车减轻 2 5 k g。P o c h e 9 1 1C a r r e r a车，铝后桥应用 3 5 k g 铝铸件。A u d i A 8 、A 4 轿车底盘上的横向转向叉为铝锻件。GM Ca ma r o车、F i r e b i r d车用铝合金作安全件（转向节）。日本丰田、本田等汽车公司悬架系统应用较多的铝锻件。1 9 9 5 年宝马5 系车采用全铝悬架支架，使悬

20、挂质量减轻1 5%，前桥、后桥几乎所有铸件都应用铝合金，减重 6 5 k g。在铝结构零件中，除应用锻造工艺外，还应用了液态模锻工艺、半固态成形等技术。半固态成形技术起源于2 0 世纪7 0年代，美国 A l u ma x 工程金属工业公司曾用于生产轮毂、活塞等零件，瑞士A l u s u i s s e 公司生产悬挂系统等件，意大利S t a mp a l 公司生产摇臂等发动机零件。目前该技术已广泛地应用于铝镁合金汽车结构零件。国内东北大学和有关单位合作，对半固态成形技术进行了大量研究，并在汽车的一些自动泵体上应用，取得良好效果。目前，在我国汽车工业大量应用铝合金有两个主要障碍：一是铝材的性

21、能和工艺尚需提高和改进，二是价格太高，通过工艺攻关和用量的增加，这些问题会逐步克服。（3）镁合金镁合金是比铝更轻的材料，其比重仅为1.8 左右，轻量化效果更明显。对镁的深入研究与用途的不断开拓是 2 1世纪应该重视的问题。1 9 3 6 年V W汽车公司生产“甲壳虫”车，曲轴箱、传动箱壳体应用镁合金，后来由于镁合金性能及价格原因停止使用。1 9 8 2 年镁合金的防腐性能改进和提高，价格降低，促使福特汽车公司将镁合金用于离合器变速箱、转向柱、制动系统等各类壳体零件上。1 9 8 3 年奔驰汽车公司将镁合金应用于座椅骨架等5 个零件上。到上世纪 9 0 年代末，镁合金用量增长速度加快，起初是壳体

22、类、气缸盖罩盖、方向盘骨架等件，然后是座椅骨架、仪表盘骨架、支架类件。2 0 0 0 年末，美国汽车研究委员会（US CA R）（美国三大汽车公司与联邦政府组成的合作组织）着手进行一项关于镁合金在汽车工业应用的项目，研究重点为中、高强度的汽车底盘结构零件。我国经过“十五”镁合金重大专项攻关，在一些车型上已用压铸镁合金变速箱、壳体、方向盘骨架等。长安微车上单车使用量已达到9 K g，是目前镁合金用量最大的微车。目前，应用镁合金的主要障碍是镁合金的价格，防腐处理，以及六方结构镁合金变形能力较差等问题，随着镁轻量化材料应用的扩大，这些问题将会逐步解决。（4）金属基复合材料（mmc）金属基复合材料是

23、2 0世纪 6 0年代发展的新材料，8 0 年代之后进展很快。汽车工业应用的MMC主要是纤维增强、颗料增强铝基复合材料。应用于发动机与刹车系统零部件。发动机零件有缸套、活塞、连杆、活塞销、摇臂、气门挺柱等，刹车系统应用于刹车盘、刹车毂。如日本丰田、本田公司应用纤维增强铝合金连杆，日产公司用晶须增强铝合金连杆，美国Du r a l 公司颗粒增强活塞及刹车盘。丰田、马自达、福特等公司用颗粒增强制动盘，重庆汽研所用纤维增强铝活塞，大大提高了耐磨性和热稳定性。这类材料的重点是提高一些构件特殊性能，降低价格是进一步扩大应用的主要措施。（5）塑料及纤维复合材料塑料及纤维复合材料在汽车工业中的应用日趋广泛，

24、2 0 世纪6 0 年代汽车用塑料的研究重点为通用塑料，7 0 年代为工程塑料，8 0 年代后为复合材料。应用的零件由装饰件向结构件、功能件发展。1 9 8 6 年西欧推出 C a r ma t 新材料计划，6 个国家 1 4 个汽车公司参加，重点研究塑料、复合材料在汽车车身上的应用，每个汽车公司得到各自政府的财政补贴，例如法国政府提供P S A 集团该项研究费用的 3 0%。目前应用的纤维 复 合 材 料 有 热 固 性 复 合 材 料S MC、玻璃纤维增强热塑性复合材料 GMT、碳纤维增强热塑性复合材料 CF RP，长纤维热塑性复合材料L F T。根据汽车复合材料联合会的报导，2 0 0

25、2 年复合材料用量比上一年4 1A d v a n c e d Ma t e r i a l s I n d u s t r y增长 9%。（6）激光拼焊板坯（TWB-T i r o l e d 能超群 W e l d i n gB l a n k s）技术德国蒂森钢铁公司于2 0 世纪8 0年代开发了 T WB技术，最初将宽度小的钢板采用激光方法焊接起来冲压零件，制造 A u d i 1 0 0 轿车地板（宽度 1 9 5 0 mm）。后来将不同厚度、不同强度的钢板焊接成一个板坯，然后冲压成形，减少零件数目，减轻零件质量。目前轿车中已有多种零件应用这一技术，如丰田 Cr o wn 1 9种零

26、件，马自达 A t t e n z z a 1 6件、大众P a s s a t 5件，通用 B u i c k 4 件、宝马3/5系 6 件、本田 A c c o r d 4件，其典型零件是车门内板。广州本田、东风日产、现代各车型都应用了各类拼焊内板，既减轻了质量，又改善了构件强度与刚度性能。我国目前有6 条生产线，长春 3 条（一汽、宝钢合资公司 2条，鞍钢与蒂森合资公司 1条），上海 1条（宝钢与阿赛罗合资公司）、武汉 1条（中人与蒂森合资公司）。吉利汽车公司已投资近千万，建了一条激光拼焊线，即将投入运行。目前的关键问题是如何设计采用这一工艺的零件，以及解决相关的成形和提高成形性的问题。

27、（7）内高压成形技术（I H F）2 0世纪 7 0年代末，德国开始进行内高压成形研究，9 0 年代初已实用化，用于制造汽车、飞机构件。1 9 9 3年奔驰汽车公司建立内高压成形车间，大众汽车公司采用内高压成形技术现已有 4条生产线。目前全世界有几十条生产线生产发动机副车架、底盘构件、车身框架、前轴、后轴等件，采用钢管液压成形技术，以减少零件数目，减轻零件质量，降低生产成本。如轿车副车架原用冲压焊接工艺生产，需 6件焊接，用该技术只用一个零件，质量由1 2 k g变为7.9 k g，减少3 4%，散热器支架由1 7 件减少到1 0 件，模具费用降低2 0 3 0%，零件质量减轻 2 4%。前几

28、年由美国精密加工技术国家工程中心与钢管公司、汽车零部件公司组成“液力成形技术研究开发协会”促进该技术的开发与应用。并由美国三大汽车公司与十大钢铁公司成立“汽车与钢铁液力成形工业资源合作组织”。国内一些高校1 9 9 8 年开始进行内高压成形技术研究，2 0 0 0 年哈工大和一汽研制成功国产第1 台内高压成形设备。用于制造较小零件（如A u d i A 6 轿车后轴纵臂）。2 0 0 1 年一汽应用内高压成形技术，试制M6 轿车 副 车 架。许 多 车 型 副 车 架 如A u d i A 6、P a s s a t B 5、C r o w n 等应用内高压成形技术生产，扩大了高强度钢的应用。

29、目前，一汽与日本 Y-T E C公司合资建设一条内高压成形生产线，为扩大应用这一技术创造了条件。（8）汽车轻量化材料选择多样化实现汽车轻量化是利用多种材料和相关应用技术的集成结果。1 9 9 7年福特 P 2 0 0 0中型家用厢式小客车，比同类车轻4 0%，该车型应用高强度钢2 2 3 k g、铝合金3 3 3 k g、镁合金 3 9 k g、塑料1 2 3 k g、碳纤维增强复合材料4 k g，并应用了内高压成形发动机前支架，铝基复合材料制动盘、制动毂、既实现了整车轻量化，又保证了汽车的安全性和可靠性，但该车的价格仍较高，影响了这些轻量化材料和相关技术的扩大应用。汽车轻量化材料及相关技术在

30、我国的研发重点及难点从国内外汽车轻量化材料技术研究应用进程及发展趋势来看，汽车轻量化材料及相关技术的研究重点为：(1)传统材料的提升和持续改进，包括：汽车用高强度钢和先进高强度钢的开发与应用（解决轻量化又保证汽车安全的基础材料），变形时效强化的高性能铝合金研究和应用（解决汽车冲压件的成形和减重），镁合金性能改进和扩大应用；(2)低密度材料替代高密度材料相关技术，包括：设计、性能分析、成形和构件性能预测；(3)研究新材料，取得应用技术突破；(4)结合轻量化设计，应用激光拼焊和内高压成形，减少零件数量；(5)新型材料应用特性的研究；(6)轻量化零件制造技术、工艺及构件特性研究；(7)轻量化后汽车整

31、车性能的研究；(8)汽车轻量化材料和相关技术的共性基础技术研究。重点为各种材料和结构替代的有限元分析和设计；钢板的冲压模具设计与分析；轻量化的汽车碰撞和安全的计算机模拟分析；轻量化的汽车整体性能和节能试验；此外还有轻量化材料和零件的数据库建设及轻量化材料标准制定和规划。开展这一研发工作的难点是，既要实现轻量化、减轻汽车质量、实现节能、降低排放的目标，又要保证符合碰撞（正碰和侧碰）法规，并且汽车总体结构基本不变，使轻量化后的汽车具有更强的竞争能力。解决的关键技术有：（1）各种汽车轻量化材4 2新材料产业 N O.6 2 0 0 6n s i g h t透 视I料的开发与材料替代技术，包括解决材料

32、性能与零件性能的关系分析，高强度材料的开发与成形分析，轻量化材料的车身结构件的应用与汽车碰撞性能的分析，轻量化结构件的成本控制与产业化；（2）各种汽车材料和零件的轻量化技术的开发与应用，包括激光拼焊技术、内高压成形技术、铝、镁合金的半固态成形技术、镁合金的防腐技术及与钢铁结构件的连接技术等；（3）铝发动机的设计、压铸工艺和高硅合金的加工技术；（4）新的汽车轻量化材料开发和性能提升与价格控制。国内已具有良好的研发基础和产业化条件高强度钢是汽车轻量化材料应用最多的材料，尤其是高强度钢板，早在上世纪 8 0 年代，重庆汽研所就开展了双相钢研究，并有专著发表，最近几年我国高强度钢板生产进展很大，为汽车

33、行业应用高强度钢创造了条件。宝钢2 0 0 0 年三期工程投产，除生产自己特有钢种外，还从日本 NK K日本新日铁、法国阿赛罗引进高强度钢种钢板生产技术。鞍钢二冷轧生产线投产，并与德国蒂森克虏伯镀层板公司合资的公司2 0 0 4年投产，武钢、本钢新的汽车板生产线2 0 0 6 年投产，这些生产线已对一些高强度冷轧板或高强度表面处理钢板进行试制，积累了一定经验。一汽轿车、奇瑞汽车公司已在个别轿车上进行了高强度钢板在车身上的初步的应用试验。南铝 1+4热连轧工程，是我国第一条达到当代国际先进水平的铝板热连轧生产线，已经投产。有关单位进行了6 0 0 0 系列和5 7 5 4 铝合金汽车板研究，经调

34、整成分、板材淬火后预处理，提高了成形性能。为铝合金汽车板的生产提供了一些条件。半固态铝合金及成形技术国内研究基础较好，“九五”、“十五”期间都列入“8 6 3”计划。国内一些高校如东北大学等和科研单位已解决了 A l S i 7 Mg 合金半固态坯料的生产技术，并利用触变成形工艺生产制动泵体等，为北京2 1 3 吉普配套。同时，研究了铝合金液相线半连续铸造结晶器与铸造机，生产 A3 5 6、A Z 9 1 D等铝镁合金半固态坯料，并与有关单位合作，在营口建了一条生产线，为一汽试制轴承后桥支承等构件。“九五”、“十五”期间，有关镁合金在汽车工业中的应用项目列入科技部攻关或重大攻关项目，“镁合金轮

35、毂”列入“8 6 3”计划，现已开发了一系列镁合金。重庆长安、一汽建设了镁合金汽车零件生产基地，国内成立多家企业，生产汽车、摩托车零部件。上汽最早生产镁合金变速箱壳体。近几年，重庆长安、一汽在变速箱壳体、方向盘骨架、汽缸盖罩盖等零件已实用化，重庆长安在一种车型上实现用镁9 k g。万丰镁业生产的卡丁车镁车轮出口美国、欧洲。重庆汽车研究所在镁合金零件的性能测试、疲劳试验、计算机模拟等方面进行了大量的工作。目前主要应加强镁合金性能、铸造技术、扩展应用研究。载重汽车车架用高强度钢，欧洲已应用屈服强度高于 7 0 0 MP a 的钢板，我国载重汽车车架用钢的屈服强度为 3 4 5 4 4 0 MP a

36、，车架纵梁、衬梁、横梁通过铆焊加强板（大梁钢板厚度 8 mm，衬梁钢板厚度5 mm），保证车架弯曲刚度、疲劳性能；如果应用s 7 0 0 MP a 级别，可取消衬梁，车架重量可减轻 2 0%3 0%；重庆汽研所和宝钢正在进行s为 7 0 0 MP a 的大梁板的试验。一汽、东风、红岩汽车都在筹备开发应用高强度钢板。目前国产轿车塑料单车用量5 0 1 0 0 k g，载重车4 0 8 0 k g，使用的专用塑料类型、品种与国外基本相同。内饰部件以开发应用聚烯烃系列材料改性塑料为主，外装件及功能件以开发应用P A/P P O、P B T/P C系列及纤维增强复合材料为主。GF/P P热塑复合材料可

37、用于卡车保险杠、前脸、车顶盖等件。GF/P A 复合材料可用于发动机进气歧管、气门罩盖、发动机罩外板、油底壳等零件。GMT 可用于轿车车底防护板、前端支架、座椅骨架。炭纤维增强复合材料用于特种车的发动机罩板等。汽车轻量化对于汽车工业健康发展、降低油耗和排放、改进汽车性能、以及我国社会发展、能源战略都具有重大意义。世界汽车轻量化的发展进程很快，轻量化材料和相关技术的应用迅速增加。开展汽车轻量化和相关技术的应用研究，并充分发挥各种轻量化材料的优势，进行各种材料优势的集成和设计、工艺及相关技术的集成，才能解决轻量化的难点和关键技术，达到轻量化和提升汽车性能的完美结合。我国已具备了进行汽车轻量化材料及相关技术的研发的良好基础和产业化条件，我国拥有自主知识产权的几家汽车公司，对这一研发和应用项目具有极大的积极性，只要政府引导，产、学、研相结合，就可取得汽车减重、节能、环保、安全的重大成果，提升我国汽车轻量化的水平，保证我国汽车工业健康发展，从汽车产销大国成为汽车世界汽车工业强国。