2022年輕金屬和輕量化材料在汽車中的實際應(yīng)用

1、輕金屬和輕量化材料在汽車中的實際應(yīng)用摘要： 經(jīng)濟的進展帶動了各個行業(yè)整體水平的提升，與此同時，人們的生活質(zhì)量也因之提升，代步車逐步走進千家萬戶，成為推動我國汽車制造業(yè)進展的催化劑，而金屬材料就是汽車制造的主要材料；早期的汽車多以密度高的金屬材料制成，使得汽車顯得笨重，行駛速度也受到肯定的影響，而在科技高度進展的今日，科研人員本著精益求精的精神，不斷的尋求解決汽車自重的方法，以提升汽車的整體性能，而輕金屬材料的使用，就可以輕松解決這些問題；關(guān)鍵詞： 輕金屬；輕量化；材料；汽車；應(yīng)用；分析1 導(dǎo)言在當(dāng)前時代背景下，能源危機日趨嚴峻，生態(tài)、綠色、環(huán)保的進展道路逐步成為各個行業(yè)的重要進展趨勢，汽車制造

2、業(yè)也不例外；結(jié)合企業(yè)輕量化進展的需求來看，除了輕金屬以及輕量化材料替代傳統(tǒng)鋼材外，仍需要對制造工藝進行優(yōu)化，解決實際應(yīng)用中存在的技術(shù)難題；隨著汽車制造業(yè)的不斷進展，汽車的普及度越來越高并逐步地成為一種社會化的產(chǎn)品；而隨著資源和能源危機的接近，現(xiàn)在汽車制造業(yè)在大規(guī)模的生產(chǎn)基礎(chǔ)上，不得不去考慮高性能、高功能、輕量化、節(jié)約資源等方面進展，而隨著材料科學(xué)的不斷進展，越來越多高性能和輕型合金被開發(fā)出來，極大地促進了汽車輕量化的進展進程；輕量化的金屬材料一般應(yīng)用于車身材料中，為此我們從車身材料的應(yīng)用進行分析；2 汽車輕量化進呈現(xiàn)狀能源和資源是當(dāng)今社會進展的關(guān)鍵問題，而汽車工業(yè)是重要的基礎(chǔ)工業(yè)，汽車工業(yè)產(chǎn)生

3、的能源和資源消耗占據(jù)著相當(dāng)大的比例，討論說明汽車質(zhì)量每削減10%就能降低約 6%-8%的燃油消耗，因此汽車輕量化對于節(jié)能減排有著極其重要的作用；新材料的使用能夠極大地減輕車身自重，當(dāng)前常見的輕型材料有新型鋁合金、鈦合金、塑料、金屬基復(fù)合材料等，其中金屬材料主要有黑色金屬和有色金屬兩類，黑色金屬主要是高強度鋼板、焊接鋼板和涂層鋼板等，其輕型化討論主要環(huán)繞高強度綻開，通過加大單位厚度金屬材料的強度來削減金屬用量達到機械性能和輕量化的要求；而有色金屬一般指各種銅、鋁、鎂等合金，其當(dāng)前汽車材料的主要進展趨勢，非金屬材料主要的討論方向是高強度塑料、玻璃鋼、金屬基復(fù)合材料 等；3 常見金屬以及輕量化材料的

4、實際應(yīng)用3.1 高強度鋼板高強度鋼板實質(zhì)上是對鋼板材料的一種改良，通過提高鋼板的強度以及性能，達到削減材料的用量的目的，最終實現(xiàn)汽車制造的輕量化需求；就高強度鋼板的實現(xiàn)機理來看，主要包括析出強化、細晶強化、固溶強化、烘烤硬化等；高強度鋼板中，雙相鋼是一種較為常用的材料，由鐵素體以及馬氏體相組織組成，具有較高的強度以及良好的沖壓性能，主要用于汽車結(jié)構(gòu)件以及安全部件的制造；此外，復(fù)相鋼也是一種較為常用的材料，此種鋼材的強度大，主要用于汽車車門防撞桿、中立柱以及保險杠等部件的制作；除了上述兩種材料，誘導(dǎo)塑性鋼也具有較好的進展?jié)摿?，是汽車制造材料討論以及將來進展的重要方向；以相變誘導(dǎo)塑性汽車用鋼為例，

5、 zackay 等人在討論高合金奧氏體不銹鋼時首次揭示了相變誘導(dǎo)塑性效應(yīng)，依據(jù)這一效應(yīng)生產(chǎn)的trip 鋼，在汽車制造中得到了應(yīng)用，而得益于對trip鋼相關(guān)影響因素進行的調(diào)控措施， trip鋼的性能連續(xù)提高，逐步滿意了第三代汽車用薄板鋼的性能要求；3.2 鋁、鎂合金3.2.1 鋁合金材料的應(yīng)用鋁合金是制造工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在機械制造、汽車制造乃至航空航天領(lǐng)域都具有大量的應(yīng)用實例；而隨著工業(yè)經(jīng)濟的進展，鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)需求也更加多元化；一是鋁合金材料的特點；汽車的大部分都是有金屬材料制成，而現(xiàn)階段的汽車制造，許多都已經(jīng)開頭采納合金材料，這樣就可以保留單個金屬元素的材料

6、特性；鋁合金就是在鋁金屬的煉制過程中加入適量的銅、鋅、猛、鉻等金屬材料，使其優(yōu)良性能變得更強，第一是在硬度方面，鋁合金比鋁金屬的更能勝任機械的高強度需求，其次是鋁合金的在保有原金屬特性的同時，質(zhì)量依舊較輕，增加了其使用價值；二是鋁合金材料的性能；就單純的鋁金屬而言，本身質(zhì)軟，其具有良好的金屬光澤和延展性，且在空氣中暴露后所產(chǎn)生的三氧化鋁，具有極強的耐熱性，而在鋁金屬的煉制過程中加入適量的銅、鋅、猛、鉻等金屬材料后，又使得其在硬度上大幅度提升；因此，鋁合金具有耐高溫、可塑性強、機械強度大以及表面的硬度強等諸多的金屬性能；三是鋁合金材料在汽車中的應(yīng)用；由于鋁合金的諸多優(yōu)勢，使其成為了汽車制造行業(yè)的

7、寵兒；汽車制造人員，利用鋁合金的耐高溫、抗磨擦等優(yōu)點，將其作為汽車發(fā)動機的主要材料，在減輕了發(fā)動機自重的同時，提升了發(fā)動機的整體性能，且鋁合金具有明顯的金屬光 澤，因此成為了很好的汽車裝飾材料，另外，鋁合金強度和硬度相對于鋁金屬都有很大的提升，已經(jīng)逐步成為了汽車制造的主體，這樣一來，就有效的提高了汽車的形式速度，降低了汽車的自重；3.2.2 鎂合金材料的應(yīng)用鎂合金材料具有強度高、散熱性好、彈性模量大、密度小、消震性好等特點，與鋁合金相比，鎂合金材料可承擔(dān)的沖擊載荷才能更大，且對有機物以及堿性物質(zhì)的耐腐蝕性較好；鎂合金材料主要用于航空航天領(lǐng)域、運輸領(lǐng)域以及化工領(lǐng)域等，是有用金屬中最輕的金屬之一；

8、針對現(xiàn)代汽車制造行業(yè)，鎂合金材料能夠運用到汽車各個重要零部件的制造中，而隨著壓鑄技術(shù)的進步，現(xiàn)階段的生產(chǎn)工藝，已經(jīng)能夠制造出外形復(fù)雜、結(jié)構(gòu)特別的薄壁鎂合金車身零件；此外，在實踐應(yīng)用中發(fā)覺，鎂合金材料的應(yīng)用，能夠在肯定程度上確保汽車性能的穩(wěn)固性，延長各個零部件的使用壽命；3.3 泡沫金屬泡沫金屬是含有泡沫氣孔的一種特種金屬材料，通過特殊的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了隔熱性能以及隔音性能的提升，降低了材料的密度，同時仍具有吸取電磁波等特點；就汽車制造業(yè)的實際情形來看，大量的金屬材料消耗是亟待解決的問題之一，雖然目前可生產(chǎn)的不同性能的鋼材已超過 2500 種，有色金屬材料也已達到上千中，但仍舊不能滿意汽車制造的實際

9、需要，特別是輕量化汽車的制造；而泡沫金屬材料的顯現(xiàn)，就為這一問題提出了有效的解決方案；一旦汽車用泡沫金屬研制勝利，實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，將成為取代鋼材的正確材料；與傳統(tǒng)鋼材相比，泡沫金屬零件以薄鋼外表與泡沫金屬中心構(gòu)成，使得汽車結(jié)構(gòu)材料更具韌性以及牢固 性，極大的提高了汽車的安全性、舒服性以及牢靠性；3.4 鈦合金鈦合金材料具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點，主要用于飛機發(fā)動機壓氣機部件以及火箭、導(dǎo)彈和高速飛機的結(jié)構(gòu)件制作；在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用中，鈦合金主要用于汽車發(fā)動機的制作；此外，打造鈦合金車身，將使得整個汽車可承擔(dān)更大的作用力，極大地提高了汽車的安全性；但鈦合金的實際應(yīng)用存在較大的難題，如制造成本問題等，其實際應(yīng)用也僅限于賽車制造等；4 結(jié)論通過分析與探討汽車輕量化的進