中国汽车材料的发展趋势.doc

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1、中国汽车材料的发展趋势摘要：现代汽车车身除满足强度和使用寿命的要求外，还应满足性能、外观、安全、价格、环保、节能等方面的需要。在上世纪八十年代，轿车的整车质量屮，钢铁占80%,铝占3%,树脂为4%。自1978年世界爆发石油危机以来，作为轻量化材料的高强度钢板、表而处理钢板逐年上升，有色金属材料总体有所增加,其屮，铝的增加明显；非金属材料也逐步增长，近年来开发的高性能工稈•塑料、复合材料，不仅替代了普通塑料，而且品种繁多，在汽车上的应用范围广泛。关键词：现状分析；汽车材料；发展趋势；性能特点资源和环境问题是为今人类社会而临的巨大挑战，为实现人类社会的可持续发展，对新一代汽车产品在安全、

2、环保和节能方而提出了更为严格的要求，血以轻量化为主导的先进汽车材料技术己经成为实现这一H标的主要措施之一，轻量化材料技术，应用新材料提高车辆的安全性，与环境协调发展，以及材料与设计、工艺紧密结合等成为材料研究领域的热点。1.车身新材料的种类1.1高强度钢板从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有后者的50%,故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2,是普通低碳钢板的2〜3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。到2000年，其用量已丄升到50%左右。

3、屮国奇瑞汽车公司与宝钢合作，2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg,占车身钢板用量的46%,对减重和改进车身性能起到了良好的作用。表1美国轿车朋构成的变化材料附成1980年（kg/车）1925年（kg/车）1990年〔kg/车］2000年（kg/车）钢as2726590630铸诜227136113136.07铝5468919J塑料9110913d149玻璃41322334要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢等，车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。含磷高强度冷轧钢板：含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行

4、李箱盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较高强度，比普通冷轧钢板高15%〜25%；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降共微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20%；具有良好的点焊性能；烘烤破化冷轧钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一；冷轧双向钢板：具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，经烤漆后强度可进一步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠

5、等；超低碳高强度冷轧钢板：在超低碳钢（CW0.005%）屮加入适量钛或觇，以保证钢板的深冲性能，再添加适量的磷以提高钢板的强度。实现了深冲性与高强度的结合，特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零件。轻量化迭层钢板：迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2〜0.3mm,報料层的厚度占总厚度的25%〜65%。与具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57%。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。1.2.铝合金与汽车钢板和比，铝合金具有密度小（2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可冋收再生等优点，技术成熟。德国大众公

6、司的新型奥迪八2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135血，比传统钢材料车身减轻了43%,使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从50个减至29个，车身框架完全闭合（见图1）。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%,还比同类车型的钢制车身车重减少50%。由于所有的铝合金都可以冋收再生利用，深受环保人士的欢迎。根据车身结构设计的需要，采用激光束床合成型工艺，将不同厚度的铝板或者用铝板与钢板复合成型，再在表而涂覆防腐蚀材料使其结构轻量化且具有良好的耐腐蚀性。1.3.镁合金镁的密度为1.8g/cm3,

7、仅为钢材密度的35%,铝材密度的66%。此外它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，因此在航空工业和汽车工业小得到了广泛的应用。镁的储藏量十分丰富，镁可从石棉、白云石、滑石屮提取，特别是海水的盐分屮含3.7%的镁。近年来镁合金在世界范围内的增长率高达20%。铸造镁合金的车门由成型铝材制成的门框和耐碰撞的镁合金骨架、内板组成。另一种镁合金制成的车门，它由内外车门板和屮间蜂窝状加强筋构成，每扇门的净质量比传统的钢制车门轻10kg,