我國汽車材料的應用及未來發(fā)展趨勢

劉淑芳

摘?要：隨著社會經濟的發(fā)展的同時，環(huán)境問題也應運而生，尋求一個平衡經濟發(fā)展與環(huán)境保護的適當方法也已經成為全球關注的焦點問題。汽車行業(yè)也是如此，正在尋求利用當前先進的科學技術手段來緩解應用材料、油氣浪費等問題，以達到有效降低汽車有害尾氣排放，最大化地優(yōu)化汽車材料及使用性能的輕量化技術的廣泛應用。從而進一步為新技術下汽車行業(yè)發(fā)展創(chuàng)建更為廣闊的平臺。

關鍵詞：汽車材料;汽車輕量化;汽車能源

汽車是我們出行必須要使用的交通工具。據統(tǒng)計截至目前，我國汽車保有量達2.5億輛，其中私家車達1.98億輛，而新能源汽車全國保有量達344萬輛，占汽車總量的1.37%，因而新能源汽車的廣泛普及應用，確實是一項機具挑戰(zhàn)性的工程，而如何使用低密度汽車應用材料及能源驅動，來提高汽車燃油經濟性，達到高效節(jié)能的效果，是汽車研究人員需要關注的重要問題。

一、當前汽車材料的發(fā)展狀況

現(xiàn)階段大部分汽車企業(yè)都缺乏專業(yè)的技術研發(fā)機構和團隊，沒有相應的管理模式，對汽車材料的研發(fā)創(chuàng)新還停留在與高校合作的單一模式上面，使得現(xiàn)階段我們的汽車材料創(chuàng)新發(fā)展相對較為平緩。汽車材料是汽車品質的保障，汽車行業(yè)的發(fā)展，在一定程度上一取決于其汽車材料的創(chuàng)新和發(fā)展?，F(xiàn)階段我國的汽車制造材料大多都在使用鋼鐵。而隨著節(jié)能環(huán)保的觀念不斷深入，新型結構材料正在以其輕質結構的材料替換原有的鋼鐵材料，實現(xiàn)節(jié)省燃料的目的。據統(tǒng)計汽車自重減輕10%，汽油消耗將減輕6%～8%。而隨著輕質金屬、合成塑料、陶瓷、鋁合金等復合材料的應用和使用，汽車自重不斷變輕，不斷節(jié)能化。其次隨著電動、混合燃油技術的不斷成熟，也對汽車材料有了更嚴格的要求[1]。

二、汽車應用材料的發(fā)展趨勢

（一）復合材料的發(fā)展趨勢

復合材料是指有兩種以上的不同介質的結合使用，能夠不同程度的發(fā)揮其多種材料優(yōu)勢特質，提高汽車材料的綜合使用性能。復合材料可以實現(xiàn)不同組織材料的性能疊加，具有一定的復合效應。比如福特汽車就是利用環(huán)氧復合材料對其發(fā)動機蓋進行更改模塑，以達到進一步整合原有的金屬構件的作用。其次隨著汽車的玻璃鋼材料技術、環(huán)氧復合材料技術的進一步成熟，也將會為汽車材料的輕量化發(fā)展做出一定貢獻[2]。

（二）高強度鋼材料的發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段鋼鐵行業(yè)大研發(fā)工作已經集中到高強度的材料上，高強度鋼、超強度度鋼的應用在不在不斷普及。汽車板材、管材、以及車身零件都會使用高強度鋼。而添加了B、Nb等微量元素的低合金化、碳鋼化的汽車材料也在不斷優(yōu)化和發(fā)展中。高強度鋼材料對于汽車的軸承鋼、彈簧鋼的性能發(fā)揮起到一定的促進作用[3]。

（三）多種材料的發(fā)展趨勢

以密度低、高強度、抗腐蝕性強、節(jié)能質量輕、散熱速度快著稱鋁合金材料，將一定程度的在汽車缸蓋、缸體、活塞、轉向機殼、車輪等零件上的得以廣泛應用。據統(tǒng)計鋁合金材質的車輪使用綠已經達到世界汽車總量的40%，正在逐漸替代鋼制材料的車輪。而變形鋁合金在汽車散熱器、空調冷凝器、發(fā)動機罩、車體框架上使用比較多見[2]。

鎂被認為是工業(yè)金屬中質量最輕的金屬，因而收到汽車材料的廣泛青睞，鎂合金的密度為鋁合金的三分之二，在汽車上使用可以大幅度的降低汽車自重。鎂合金的強度又高于鋁合金和鋼，能承受一定的壓力。其次鎂在全球儲存含量豐富，可以被廣泛使用?？箾_擊性、抗壓性較強的鎂合金結構鑄件，被使用到了方向盤、儀表板、車門框架、離合器支架、座椅等部件上。因此鎂合金的使用增長量在持續(xù)增減。

鈦合金的強度相對于高于其他輕量化汽車材料，鈦合金優(yōu)良的耐蝕性、抗氧化性和高低溫性能，能夠一定程度上很好的滿足汽車的服役性能，能夠很好的替代鋼材料的使用，但是其價格高、加工工序復雜，利用率不高。鈦合金的高強耐熱、運動慣性小，轉速高的特質也應用于如氣門彈簧、連桿、渦輪轉子、凸輪軸和緊固件材料上。其次質量輕、能夠大幅度降低器件間摩擦，提高器件工作綠，提高燃料效率。因而隨著其生產、加工成本的不斷降低，鈦合金的使用率將大幅度提升。

塑料有質量輕、耐腐蝕、價格低廉、成型工藝簡單的特質，可以代替一些昂貴的合金鋼材料，可以減低器件的加工維修費用，可以降低汽車質量及能耗，具有很大的靈活性。塑料可以在汽車油箱、水箱、發(fā)動機蓋、導航、乘員安全輔助等器件上使用。

三、結語

不同材質、不同性能的材料對于汽車發(fā)揮其穩(wěn)定性、節(jié)能性有很大的幫助，輕量化的汽車生產材料的使用范圍也在逐步擴大。雖然當前我國的汽車行業(yè)工作體系較為完整，但在材料的自主研發(fā)技術和創(chuàng)新等方面仍需要不斷進步和完善。

參考文獻：

[1]賈寶棟.汽車新材料的應用與發(fā)展趨勢分析[J].時代農機，2016，43（8）：10-11.

[2]朱則剛.我國新材料的開發(fā)及未來趨勢[J].輕型汽車技術，2006（6）：25-29.

[3]佚名.我國汽車材料的應用及未來發(fā)展趨勢[J].信息記錄材料，2018，19（11）：230-231.