汽車輕量化用金屬材料研究

李志光

摘 要：隨著社會科學技術的不斷發展和進步，人們的生活水平得到了更高的提升，汽車成為了人們日常生活出行的首選。汽車行業的發展得到了工業領域的關注，雖然發展速度非常快，但是對于能源的問題和環境污染問題也越來越嚴重。我國為了保護環境提出了可持續發展的策略，為了汽車行業可以緊跟時代的步伐，在進行汽車設計的過程中需要充分采用輕量化金屬材料，這樣可以降低能源的消耗，進一步推動我國汽車行業的發展。本文主要講述了金屬材料在汽車輕量化中應用的實際意義，并且提出了一些個人的理解，希望可以幫助汽車輕量化的發展。

關鍵詞：輕量化;鋁合金;鎂合金;高強度鋼

1引言

隨著我國社會的發展和經濟的不斷提升，人們對于生活質量的要求也逐漸提升。現在很多家庭已經購買了汽車，甚至有些家庭有不止一輛汽車。根據相關的權威數據可以得知，我國的汽車銷量位居世界前列，雖然汽車可以給人們的生活帶來了很多的好處，但是對于環境和資源的消耗也非常高，給環境保護帶來了很大的壓力。正是因為這種情況的存在，汽車輕量化金屬材料的研究工作具有很高的實際應用價值，通過這種方式來降低汽車的能源消耗，并且這也是未來汽車的發展新方向。在進行汽車設計的過程中，采用輕量化的金屬材料可以保證能源的消耗降低，進一步推動汽車產業的發展和進步。

2汽車輕量化中應用金屬材料的意義

汽車輕量化技金屬材料的應用目的是降低在汽車設計和生產過程中的能源消耗，并且需要保證這種金屬材料具有符合標準的抗震性能和抗撞性能，舒適度不會受到材料的影響，在這種基礎上盡最大可能的降低汽車自身的重量。從動力學的角度來看，汽車的質量對汽車行駛過程中的阻力有著很大的影響，這樣對于能源的消耗也是非常大的。相關研究數據表明，在汽車行駛的過程中，有將近百分之六十的能源都用于克服汽車自身質量帶來的阻力，所以當汽車的質量降低之后，汽車行駛過程中消耗的能源也會降低很多，從而達到節約能源的目的。一旦汽車的能源消耗降低之后，那么汽車尾氣的排放量也會降低，這樣對于汽車尾氣對于環境污染的影響會減弱。正是因為如此，推動汽車輕量化金屬材料的研發和應用對未來有著非常重要的意義。

3汽車輕量化中金屬材料的具體應用

從目前汽車制造行業的情況來看，汽車的輕量化發展主要集中在使用材料和加工工藝水平上體現，在這其中最重要關鍵的就是采用輕量化的金屬材料。低密度的材料主要是鋁合金、鎂合金和高強度鋼材料，以及一些塑料與復合型材料，這些材料的特定都是密度低，自身重量輕，但是具有很出色的強度和延展性。但在汽車制造的過程中，需要注意的是減少塑料材料的使用，因為塑料難以降解，對于環境的污染非常嚴重。

在當前的汽車制造技術領域中，汽車輕量化金屬材料研究人員不足，需要大量的培養相關人才。汽車制造的輕量化金屬也在不斷的和現代化與信息化進行接軌，希望可以在如今社會獲得更好的發展與進步。相關的專業院校與培訓機構需要利用正確的培養方式來針對汽車制造的發展情況培養人才，這樣才能夠更好的保證汽車制造的活力和前進的動力，從而更好的利用相關的研究人員來提升輕量化金屬的強度和韌性，進而在未來汽車制造的領域中有自己的發揮空間。

在實際的汽車制造過程中，應當合理的減少塑料材料的使用，盡可能的采用一些對環境無污染并且可以重復利用的環境友好型材料。在目前汽車制造行業中采用最多的就是鋁合金、鎂合金和高強度鋼這三種材料。將這三種材料進行搭配使用，可以使汽車達到輕量化的目的，并且汽車自身的安全性和穩定性也得到了很好的提升和保證。

3.1鋁和鋁合金

對于金屬鋁和鋁合金來說，這種金屬自身的密度較低，與鐵相比只有它的三分之一密度，并且自身的導熱性能很高，在汽車常用的金屬中只有銅的導熱性比鋁更高。除此之外，鋁和鋁合金還有著更好的延展性，可塑性非常高，所以在汽車的加工和生產過程中，鋁合金發揮了很大的作用。在進行鋁合金加工的過程中，需要注意的是鋁的硬度較低，所以鋁制造的器件不能用于承受很大的壓力，但是因為鋁合金制造的器件整體性能非常顯著，將鋁制作成不同種類的合金，可以保留鋁自身的低密度和高延展性與可塑性，并且還可以提升自身的硬度和強度，從而能夠滿足汽車制造行業的要求。

從當前情況來看，發動機內部的零件已經逐漸采用鋁合金進行制造，比如發動機的機體外殼和活塞等等零件。在輕量化金屬材料應用于散熱器的時候，可以使整體的尺寸得到更好的降低，從而保證發動機整體的質量降低，具有更好的安全性和穩定性。

3.2鎂和鎂合金

在現有的汽車輕量化金屬材料中，鎂的密度是最低的，比鋁的密度還要低百分之三十七。從目前的汽車生產中可以看出，鎂可以制造很多精密的零件，經過調整之后制作成鎂合金就可以有很高的強度和剛性，從而保證更好的汽車輕量化生產和制造。

在當前的汽車生產和制造行業中，鎂和鎂合金被廣泛用于生產壓鑄件，基本是應用于汽車殼體和內部支架，比如汽車的方向盤和轉向支架就采用的這類合金材料。

3.3高強度鋼

高強度鋼自身有著較好的剛性和抗拉伸強度，一般應用于車身的構建從而保證車身主體的穩定性，可以降低車身的自重。目前在汽車制造行業中，普遍采用普通鋼材制造車身，如果將這些鋼材用高強度鋼替代，在同樣的車身剛性前提下，可以降低車身的重量以及車板的厚度。根據相關數據可知，高強度鋼制造的車身重量可以減輕百分之二十。從這里便可以得知，汽車的整體質量會隨著高強度鋼的普遍使用而下降，進而減輕汽車行駛過程中的阻力，達到節約能源的目的，對于汽車的節能減排有著重要意義。

4結束語

綜上所述，由于汽車在人們的生活中已經成為了不可缺少的部分，是人們出行的重要交通工具。在未來汽車的設計中，需要采用輕量化金屬材料制造汽車，采用低密度高強度的合金材料降低汽車的質量，進而降低汽車在行駛過程中消耗的能源。這樣不僅可以節約汽車使用的能源，并且還可以降低汽車的尾氣排放量，對環境保護有一定的積極意義。

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