汽车轻量化用金属材料研究

李志光

摘 要：随着社会科学技术的不断发展和进步，人们的生活水平得到了更高的提升，汽车成为了人们日常生活出行的首选。汽车行业的发展得到了工业领域的关注，虽然发展速度非常快，但是对于能源的问题和环境污染问题也越来越严重。我国为了保护环境提出了可持续发展的策略，为了汽车行业可以紧跟时代的步伐，在进行汽车设计的过程中需要充分采用轻量化金属材料，这样可以降低能源的消耗，进一步推动我国汽车行业的发展。本文主要讲述了金属材料在汽车轻量化中应用的实际意义，并且提出了一些个人的理解，希望可以帮助汽车轻量化的发展。

关键词：轻量化;铝合金;镁合金;高强度钢

1引言

随着我国社会的发展和经济的不断提升，人们对于生活质量的要求也逐渐提升。现在很多家庭已经购买了汽车，甚至有些家庭有不止一辆汽车。根据相关的权威数据可以得知，我国的汽车销量位居世界前列，虽然汽车可以给人们的生活带来了很多的好处，但是对于环境和资源的消耗也非常高，给环境保护带来了很大的压力。正是因为这种情况的存在，汽车轻量化金属材料的研究工作具有很高的实际应用价值，通过这种方式来降低汽车的能源消耗，并且这也是未来汽车的发展新方向。在进行汽车设计的过程中，采用轻量化的金属材料可以保证能源的消耗降低，进一步推动汽车产业的发展和进步。

2汽车轻量化中应用金属材料的意义

汽车轻量化技金属材料的应用目的是降低在汽车设计和生产过程中的能源消耗，并且需要保证这种金属材料具有符合标准的抗震性能和抗撞性能，舒适度不会受到材料的影响，在这种基础上尽最大可能的降低汽车自身的重量。从动力学的角度来看，汽车的质量对汽车行驶过程中的阻力有着很大的影响，这样对于能源的消耗也是非常大的。相关研究数据表明，在汽车行驶的过程中，有将近百分之六十的能源都用于克服汽车自身质量带来的阻力，所以当汽车的质量降低之后，汽车行驶过程中消耗的能源也会降低很多，从而达到节约能源的目的。一旦汽车的能源消耗降低之后，那么汽車尾气的排放量也会降低，这样对于汽车尾气对于环境污染的影响会减弱。正是因为如此，推动汽车轻量化金属材料的研发和应用对未来有着非常重要的意义。

3汽车轻量化中金属材料的具体应用

从目前汽车制造行业的情况来看，汽车的轻量化发展主要集中在使用材料和加工工艺水平上体现，在这其中最重要关键的就是采用轻量化的金属材料。低密度的材料主要是铝合金、镁合金和高强度钢材料，以及一些塑料与复合型材料，这些材料的特定都是密度低，自身重量轻，但是具有很出色的强度和延展性。但在汽车制造的过程中，需要注意的是减少塑料材料的使用，因为塑料难以降解，对于环境的污染非常严重。

在当前的汽车制造技术领域中，汽车轻量化金属材料研究人员不足，需要大量的培养相关人才。汽车制造的轻量化金属也在不断的和现代化与信息化进行接轨，希望可以在如今社会获得更好的发展与进步。相关的专业院校与培训机构需要利用正确的培养方式来针对汽车制造的发展情况培养人才，这样才能够更好的保证汽车制造的活力和前进的动力，从而更好的利用相关的研究人员来提升轻量化金属的强度和韧性，进而在未来汽车制造的领域中有自己的发挥空间。

在实际的汽车制造过程中，应当合理的减少塑料材料的使用，尽可能的采用一些对环境无污染并且可以重复利用的环境友好型材料。在目前汽车制造行业中采用最多的就是铝合金、镁合金和高强度钢这三种材料。将这三种材料进行搭配使用，可以使汽车达到轻量化的目的，并且汽车自身的安全性和稳定性也得到了很好的提升和保证。

3.1铝和铝合金

对于金属铝和铝合金来说，这种金属自身的密度较低，与铁相比只有它的三分之一密度，并且自身的导热性能很高，在汽车常用的金属中只有铜的导热性比铝更高。除此之外，铝和铝合金还有着更好的延展性，可塑性非常高，所以在汽车的加工和生产过程中，铝合金发挥了很大的作用。在进行铝合金加工的过程中，需要注意的是铝的硬度较低，所以铝制造的器件不能用于承受很大的压力，但是因为铝合金制造的器件整体性能非常显著，将铝制作成不同种类的合金，可以保留铝自身的低密度和高延展性与可塑性，并且还可以提升自身的硬度和强度，从而能够满足汽车制造行业的要求。

从当前情况来看，发动机内部的零件已经逐渐采用铝合金进行制造，比如发动机的机体外壳和活塞等等零件。在轻量化金属材料应用于散热器的时候，可以使整体的尺寸得到更好的降低，从而保证发动机整体的质量降低，具有更好的安全性和稳定性。

3.2镁和镁合金

在现有的汽车轻量化金属材料中，镁的密度是最低的，比铝的密度还要低百分之三十七。从目前的汽车生产中可以看出，镁可以制造很多精密的零件，经过调整之后制作成镁合金就可以有很高的强度和刚性，从而保证更好的汽车轻量化生产和制造。

在当前的汽车生产和制造行业中，镁和镁合金被广泛用于生产压铸件，基本是应用于汽车壳体和内部支架，比如汽车的方向盘和转向支架就采用的这类合金材料。

3.3高强度钢

高强度钢自身有着较好的刚性和抗拉伸强度，一般应用于车身的构建从而保证车身主体的稳定性，可以降低车身的自重。目前在汽车制造行业中，普遍采用普通钢材制造车身，如果将这些钢材用高强度钢替代，在同样的车身刚性前提下，可以降低车身的重量以及车板的厚度。根据相关数据可知，高强度钢制造的车身重量可以减轻百分之二十。从这里便可以得知，汽车的整体质量会随着高强度钢的普遍使用而下降，进而减轻汽车行驶过程中的阻力，达到节约能源的目的，对于汽车的节能减排有着重要意义。

4结束语

综上所述，由于汽车在人们的生活中已经成为了不可缺少的部分，是人们出行的重要交通工具。在未来汽车的设计中，需要采用轻量化金属材料制造汽车，采用低密度高强度的合金材料降低汽车的质量，进而降低汽车在行驶过程中消耗的能源。这样不仅可以节约汽车使用的能源，并且还可以降低汽车的尾气排放量，对环境保护有一定的积极意义。

参考文献

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