“低碳”經濟如今已成為全球的熱門話題，人們在享受現(xiàn)代技術帶來的方便的同時，能源的日益緊缺，汽車尾氣造成的環(huán)境污染，已成為全球不得不關注的問題，我國作為汽車產銷大國亦不例外。
一、汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
據(jù)中國汽車協(xié)會公布，2010年我國的汽車產銷量為1826.47萬輛和1806.19萬輛，同比增長32.44%和32.37%，居世界第一。其中：乘用車產銷1389.71萬輛和1375.78萬輛，同比增長33.83%和33.17%；商用車產銷436.76萬輛和430.41萬輛，同比增長28.19%和29.90%。
二、汽車輕量化發(fā)展的需要
當前世界汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨著兩大難題，即能源短缺和環(huán)境污染，而在我國這兩者表現(xiàn)得更加突出。2009年哥本哈根世界氣候峰會上，我國對世界承諾“將減排目標將作為約束性指標納入國民經濟和社會發(fā)展的中長期規(guī)化, 到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%?！?/SPAN>汽車行業(yè)作為一個重要制造業(yè)，本身需要大量的鋼材作為原料，而鋼鐵作為高能耗、高污染的行業(yè)對環(huán)境的影響就較大。從汽車本身而言，排放的尾氣對大氣污染也較為嚴重。因此，汽車企業(yè)開始重點關注節(jié)能減排。試驗表明，減少汽車自身重量（汽車輕量化）是實現(xiàn)節(jié)能減排的最有效措施之一。數(shù)據(jù)顯示，汽車自重每減少10%，燃油消耗可降低6%～8%，排放降低5%～6%，而燃油消耗每減少1L，CO2的排放量減少2.45Kg，可見汽車輕量化是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段和方法。此外，輕量化對汽車的穩(wěn)定性、噪聲、加速、振動等方面也都有影響。
三、輕量化的實現(xiàn)
要實現(xiàn)整車質量的減輕，就必須落實到每一個可能的零部件的輕量化上面，表中所示為汽車自身重量的主要構成比例?？梢?，車身、底盤及發(fā)動機零部件是輕量化的重點。
圖表 汽車自身重量構成比例
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項目 |
車身 |
底盤 |
發(fā)動機 |
電器設備及標準件 |
|
主要包括車架、覆蓋件、附件及裝飾件等 |
主要包括傳動系、制動系、轉向系和行駛系 |
主要包括機體組、曲軸飛輪組、輔助系統(tǒng)等 |
主要包括電源、起動、照明、儀表儀器、電控線束、標準件等 | |
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重量構成比例 |
約42% |
約38% |
約12% |
約8% |
1、新材料的應用
發(fā)動機
以發(fā)動機缸體和缸蓋為例，轎車發(fā)動機的汽油機已普遍從灰鑄鐵到鋁合金，現(xiàn)在正逐步發(fā)展到鎂合金及鋁鎂復合材料。如寶馬6缸鎂鋁復合發(fā)動機的缸套和缸體的內芯部分為AlSi17Cu4Mg鋁合金，外壁與基座為AJ62鎂合金。復合缸體中鎂合金重18Kg。與鑄鐵缸體比較，鋁缸體減重幅度約26%，而鎂鋁復合缸體為44%。
車身
（1）雙相鋼
目前車身部分使用較多的是DP（雙相）鋼，該結構鋼中含有馬氏體和鐵素體兩種晶體類型。其中馬氏體堅硬，一般高溫冶煉后淬火時由奧氏體轉化而成，而鐵素體則比較柔軟。晶相復合的優(yōu)點是能夠兼顧強度和延展性。這種鋼的晶相結構是在鐵素體基體上存在眾多馬氏體小島，沖壓加工時鐵素體具有良好的延展性而馬氏體則保證了結構強度，另外鐵素體在沖壓中發(fā)生滑動，晶體間相互交結，形成加工硬化，使沖壓成型后的零件強度更高。因此DP鋼已經成為制造車身結構件的主要材料，一般1.2mm厚度的DP鋼就已經可以達到主要結構件所需的強度。此外，我國已成功開發(fā)了抗拉強度為540MPa、590MPa 和640MPa 等級別的DP 鋼，但是產量低，在汽車中的應用范圍有待進一步擴大。
除了DP鋼之外用于汽車的新型鋼材還有IF鋼（無間隙原子鋼，在超低碳鋼中加入適量的鈦或鈮，使鋼中的碳、氮間隙原子完全被固定成碳、氮化物，鋼中沒有間隙原子存在）、TRIP鋼（相變誘發(fā)塑性變形鋼）等，這些鋼材都是屬于能夠減薄使用的高強度鋼。目前，國內寶鋼、武鋼等鋼企已經能夠批量生產冷軋 TRIP 鋼，并已應用于國產轎車，但強度級別低于國外先進水平，研發(fā)創(chuàng)新能力有待進一步加強。
伴隨技術進步，制造車身的材料已經不僅僅是鋼鐵了，越來越多的新材料被應用到車身的制作中。其中包括：鋁合金、碳纖維、塑料、高分子復合材料等等。
（2）鋁合金
相比以前的鋼材料，該材料的重量輕，使用起來感覺更輕便。目前制造飛機的主要材料依然是鋁合金，即使波音787這種復合材料占多的新機型也不能完全擺脫鋁合金。鋁合金優(yōu)異的延展性、只有不到鋼材一半的密度和良好的耐腐蝕性都成為輕量化結構的首選材料。全鋁車身相對于普通鋼制車身重量輕，一般要輕30%以上，且車身沖壓更容易，可以一次整體沖壓成型，焊接點少得多。鋁合金在自己變形以吸收撞能上要好于鋼鐵車身，所以提高了安全性。同樣重量的鋼和鋁，鋁體積更大，可以在不增加重量的前提下增加結構強度。而且目前的鋁制車身多采用厚壁鍛鋁梁焊接而成，就結構強度和剛度而言要比沖壓薄鋼更有優(yōu)勢，且機構的整體穩(wěn)定性更好，在非設計受力方向受力時有更大的冗余度。此外，鋁合金在大氣環(huán)境下幾乎不被腐蝕，可以無涂裝使用，不過處于美觀的考慮，鋁制車身依然會涂裝上不同顏色的涂料。
鋁制車身的缺點是自身造價較高，制造和焊接工藝都比較復雜，且變形后不能通過鈑金修復，只能更換變形部件，維修成本居高不下。相比較其缺點，鋁合金的優(yōu)點要更突出，輕量化且高強度的車身比傳統(tǒng)鋼制車身更堅固，且不用擔心腐蝕造成的強度降低。另外鋁制車身的結構設計局更合理，承力結構與非承力結構幾乎獨立。輕質合金車身的前景值得期待。
（3）碳纖維
最早碳纖維在汽車領域主要應用在賽車上，直到現(xiàn)在也只有超跑級別的車輛用的上碳纖維。碳纖維是一種纖維絲狀的材料，在制作成型時需要像織布一樣紡織成片狀，用有機膠浸潤成形并固化，制作過程類似于玻璃鋼。碳纖維具有絕佳的韌性和抗拉強度，且重量只有鋼的1/4。輕量、高強的特性正是高性能車所需的，目前法拉利、蘭博基尼等超跑的車身由碳纖維制成。不過碳纖維缺乏延展性是其缺點，在受到超出極限的沖擊時碳纖維結構會如同玻璃一樣破碎。而且碳纖維與其它材料的連接也是個問題，使用傳統(tǒng)的栓接，連接孔周圍很容易產生裂紋。碳纖維材料的制造成本居高不下也是限制其應用的一個方面，即使是在航空領域碳纖維的應用也比較有限。
（4）車身材料的未來發(fā)展
除了以上的材料外，塑料、復合材料、可降解材料也是未來車身材料的發(fā)展方向，塑料良好的可塑性和彈性變形利于加工和降低碰撞損失，目前塑料廣泛用于保險杠翼子板等易損部件，較低的造價的也令維修和更換十分便利。
近來車身材料的環(huán)境友好性成了發(fā)展的重點。在歐洲，政策要求車身的制造材料回收率要達到90%以上，鋁合金與塑料的回收率都能達到95%以上，新型的鋼制車身已經克服了原來所面臨的腐蝕損失，回收率達到90%以上。
未來輕金屬、復合材料等是車身材料的發(fā)展趨勢，目前各國都廣泛開展對于這些新材料車用化的研究，特別是要求輕量化的小型乘用車。相信未來一段時間車身材料會有一個飛躍式的發(fā)展，并且更加向航空領域貼近，更輕、更強仍然是車身材料的發(fā)展方向。
四、“十二五”展望
2010年12月29日，財政部、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、公安部、商務部、工商總局、質檢總局等七部門聯(lián)合印發(fā)《關于汽車下鄉(xiāng)政策到期后停止執(zhí)行等有關問題的通知》。《通知》指出，自2009年3月1日起開始實施“汽車下鄉(xiāng)”政策，對農民購買微型客車、微型載貨車、輕型載貨車以及將三輪汽車或低速貨車報廢并換購微型載貨車、輕型載貨車給予一次性財政補貼。自實施以來，在“汽車下鄉(xiāng)”等政策的綜合帶動下，汽車產銷兩旺，拉動了消費，帶動了生產，對我國經濟企穩(wěn)回升發(fā)揮了重要作用，達到了預期目標。2010年12月31日政策將執(zhí)行到期。
從2011年汽車的產銷情況來看，實施兩年的汽車購置稅優(yōu)惠政策取消，以及在一些地區(qū)出臺了對小客車控制數(shù)量的規(guī)定，以緩解城市擁堵，如《北京市小客車數(shù)量調控暫行規(guī)定》公布，對小客車實施數(shù)量調控和配額管理制度，這對2011年的小排量車型銷量將大受影響。交通
這些優(yōu)惠政策的調整和調控措施的執(zhí)行，及用車的成本的高企，對汽車行業(yè)帶來影響，2011年的汽車業(yè)將回歸理性，全年增速將保持在8%左右。
考慮到汽車行業(yè)對汽車用鋼的關系緊密，汽車用鋼品種主要包括鋼板、優(yōu)質鋼、型鋼、帶鋼、鋼管、金屬制品等。汽車用鋼中的板材（包括熱軋、冷軋鋼板和鍍層板）是生產汽車的最主要原材料，全球汽車制造業(yè)在全球所消費的鋼材已超過了1億噸，加上生產汽車部件所消費的鋼材，全球每年僅汽車行業(yè)消費的鋼材就超過1.5億噸。制造一輛轎車約需使用薄鋼板600 kg～800kg。鋼材在相當長的時間內仍是汽車最主要的原材料，并長期穩(wěn)定在60%～70%的比例。鋼材是汽車安全、長壽及低成本的關鍵。鋼板
在“十二五”期間，新能源汽車將會得到大力發(fā)展，同樣將拉動鋼材的需求。時下，各地正在新建一批汽車工程項目，其規(guī)模都很大，投資都在幾億、十幾億和幾十億，其中有整車制造，有汽車零配件，有新能源車，還有汽車研究中心，這些新建汽車工程項目，對汽車用鋼的需求將是一個重點，其汽車用鋼量將會隨著這批汽車工程項目的建成而明顯增加。
“十二五”期間，新能源汽車將是我國汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向。未來10年，我國將投入超過1000億元的資金，用于扶持新能源汽車市場，在“十二五”期間將大力發(fā)展新能源汽車，建立完備的鼓勵消費和使用系統(tǒng)。我國重點支持的新能源汽車主要指電動汽車（純電動汽車和燃料電池電動汽車等）。汽車業(yè)內預測，到2015年新能源汽車的年銷量將達到100萬輛左右。
2015年具體目標如下：自主品牌轎車占比45%左右；汽車輕量化減重指標為2005年的20%左右；汽車燃油消耗繼續(xù)降低；新能源汽車占比3%左右。
在“十二五”末期為實現(xiàn)2500萬輛產能規(guī)模,約占世界汽車產量的30%，其中：乘用車約占80%，商用車約占20%。。未來幾年內，高強度鋼在汽車中的應用將迅速增長，年增長率達到5%。以通用汽車公司為例，預計在車身所用的材料中，雙相鋼可能約占45%，中強度鋼約占33%，低碳鋼和馬氏體鋼各約占10%。
從2011年汽車的產銷情況來看，實施兩年的汽車購置稅優(yōu)惠政策取消，以及在一些地區(qū)出臺了對小客車控制數(shù)量的規(guī)定，以緩解城市擁堵，如《北京市小客車數(shù)量調控暫行規(guī)定》公布，對小客車實施數(shù)量調控和配額管理制度，這對2011年的小排量車型銷量將大受影響。交通
這些優(yōu)惠政策的調整和調控措施的執(zhí)行，及用車的成本的高企，對汽車行業(yè)帶來影響，2011年的汽車業(yè)將回歸理性，全年增速將保持在8%左右。
考慮到汽車行業(yè)對汽車用鋼的關系緊密，汽車用鋼品種主要包括鋼板、優(yōu)質鋼、型鋼、帶鋼、鋼管、金屬制品等。汽車用鋼中的板材（包括熱軋、冷軋鋼板和鍍層板）是生產汽車的最主要原材料，全球汽車制造業(yè)在全球所消費的鋼材已超過了1億噸，加上生產汽車部件所消費的鋼材，全球每年僅汽車行業(yè)消費的鋼材就超過1.5億噸。制造一輛轎車約需使用薄鋼板600 kg～800kg。鋼材在相當長的時間內仍是汽車最主要的原材料，并長期穩(wěn)定在60%～70%的比例。鋼材是汽車安全、長壽及低成本的關鍵。鋼板
在“十二五”期間，新能源汽車將會得到大力發(fā)展，同樣將拉動鋼材的需求。時下，各地正在新建一批汽車工程項目，其規(guī)模都很大，投資都在幾億、十幾億和幾十億，其中有整車制造，有汽車零配件，有新能源車，還有汽車研究中心，這些新建汽車工程項目，對汽車用鋼的需求將是一個重點，其汽車用鋼量將會隨著這批汽車工程項目的建成而明顯增加。
“十二五”期間，新能源汽車將是我國汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向。未來10年，我國將投入超過1000億元的資金，用于扶持新能源汽車市場，在“十二五”期間將大力發(fā)展新能源汽車，建立完備的鼓勵消費和使用系統(tǒng)。我國重點支持的新能源汽車主要指電動汽車（純電動汽車和燃料電池電動汽車等）。汽車業(yè)內預測，到2015年新能源汽車的年銷量將達到100萬輛左右。
2015年具體目標如下：自主品牌轎車占比45%左右；汽車輕量化減重指標為2005年的20%左右；汽車燃油消耗繼續(xù)降低；新能源汽車占比3%左右。
在“十二五”末期為實現(xiàn)2500萬輛產能規(guī)模,約占世界汽車產量的30%，其中：乘用車約占80%，商用車約占20%。。未來幾年內，高強度鋼在汽車中的應用將迅速增長，年增長率達到5%。以通用汽車公司為例，預計在車身所用的材料中，雙相鋼可能約占45%，中強度鋼約占33%，低碳鋼和馬氏體鋼各約占10%。