一、輕量化是汽車發展趨勢

由於環保和節能要（yào）求日趨嚴格，汽車輕量化已（yǐ）成為（wéi）汽車（chē）發（fā）展的趨勢。輕量化（huà）就是在保證汽車強度和安全（quán）性能的前提下，盡可（kě）能（néng）地降低汽車的整車重量（liàng），從而提高汽（qì）車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣汙染。研究表明，汽（qì）車自重每減少10%，可以降低油（yóu）耗6%-8%，降低二（èr）氧化碳排放13%。通過對汽車結構（gòu）的改造（zào）和製造材料的優化，汽車（chē）重量還有15%的下降空間，而（ér）且隨著汽車（chē）製造材料的（de）不（bú）斷開發（fā）升級，汽車重量的減輕不會帶（dài）來安全隱患（huàn）。

DuckerWorldwide的一項調查（chá）顯（xiǎn）示，到（dào）2025年汽（qì）車廠家減重目標為目前的（de）2倍，即平均重量將減輕400磅(181.4千克)，屆時鋼占（zhàn）汽車平均重量將由目前58%左（zuǒ）右下（xià）降至46%。

二、鋁合金材料受青睞（lài）

輕質材料和輕質結構（gòu）是實現汽車輕量化的（de）重要途徑和手段。無論鋁對傳（chuán）統鋼（gāng）的替代，還是塑料（liào）對金屬（shǔ）的替代，直接（jiē）的效果都是（shì）減重，減重是提升車輛燃油（yóu）經（jīng）濟性和降低排（pái）放的簡單和有效的方式。自90年代奧迪等豪（háo）華車開始采用鋁部件，鋁進入（rù）了汽車工業，之後鋁在汽車上的用量開始上（shàng）升，越來（lái）越多的轎車製造商開始在材料選擇（zé）上采用鋁來替代傳統的鋼，歐盟（méng）和北美等國家已走在前列（liè）。

DuckerWorldwide調查結果顯示，以鋁（lǚ）代替鋼製（zhì）造汽車可（kě）使汽車整車（chē）重量（liàng）減輕30%-40%，發動機減重（chóng）30%，輪轂減重30%。從2006-2012年，歐盟（méng）輕型車鋁合金用量平均增加了19.2千克。目前在歐（ōu）洲和北美開發（fā）的（de）超輕（qīng）車計（jì）劃中，鋁占到53%，約30%的汽車（chē）引擎蓋和20%的保險杠均采用鋁金屬，這個比重在未（wèi）來幾年將會有大幅（fú）度的提升，而鋼用量（liàng）比例則將下降。如去年底在中國的新一代（dài）福特野馬中采用了鋁金屬蓋和鋁前擋泥板，重量減90千克，而即將麵世的全新F-150將（jiāng）采用全鋁車身打造，車身（shēn）總重將較現款車（chē）型輕317千克（kè），燃油經濟性（xìng）有（yǒu）望提高15%-20%。奧迪R8、A8和捷豹XJ均采用了全鋁合金車身，全新一代（dài）路虎攬勝創造性地采用（yòng）全鋁承載式車身輕量化技術，較之前一代采用鋼製車身結構的攬勝車身重量降低39%。DuckerWorldwide曾預測，到2015年歐洲主要國家平（píng）均每（měi）輛汽車鋁使（shǐ）用量將（jiāng）增長至180千克,鋁材料占整部汽車的重量也將由目前（qián）的9%提高到12%，2025年將（jiāng）攀（pān）升到近250千克，鋁金屬所占輕型車的車重比將提高到目前的（de）兩倍。

美、歐國家對汽車二氧化碳排放規定日趨嚴格更加劇了鋼鋁市（shì）場（chǎng）份額爭奪戰，美聯邦政（zhèng）府燃油經濟（jì）性法規規定在2025年前汽車燃油經濟性標準（zhǔn）上調至54.5英裏（lǐ）/加侖（約（yuē）合百公裏4.8升油耗），歐（ōu）盟計劃到2020年實施強（qiáng）製性的汽車（chē）尾氣每公裏95克二氧化碳的排放（fàng）標準（當前政策是到2015年（nián）每公裏（lǐ）排放130克），這對汽車設計者來說是個更（gèng）大的挑戰，鋼和鋁（lǚ）生產廠家爭（zhēng）相投入研發滿足汽車廠家需求的具有設計和更輕質特（tè）點的金屬。此外，新能源汽車將替代傳統以（yǐ）燃（rán）油為動力驅動的汽車，混合動力汽車、燃料電池汽車、鋰電池汽車，奔馳E-CellPlus和奔馳F-Cell電動車以及本田FCXClarity等新型動力（lì）係統（tǒng）汽車大多選用鋁作為車身的主要（yào）材料。

新的一項調查結果顯示，采（cǎi）用大量鋁合（hé）金的所謂全鋁汽車（chē）可以獲（huò）得40%的（de）減重效果，在（zài）與其他輔助性（xìng）輕量化及優化設計相配（pèi）合的情況下，能使燃油經（jīng）濟性提升幅度達18%。

三、鋼與鋁成本比較

鋁（lǚ）合金材料顯然（rán）是汽車廠家追逐輕（qīng）量化的（de）選擇，但從成本上考慮，無論是材料價格（gé）、製造及加工方麵，鋁顯然比鋼更昂貴，而且維修困難。美國麻省理（lǐ）工學院（yuàn）2007年的數據（jù）表明，在原料成本（běn）方麵，鋁比鋼貴2倍多，加工成本方麵，鋁比鋼貴一倍，在裝（zhuāng）配上，鋁比鋼貴20%-30%。總的來說，一個（gè）鋁（lǚ）部件（jiàn）估計比傳統的鋼（gāng）部件成本（běn）高60%-80%。美鋁（lǚ）公司的汽車結構專家亦稱，一輛小汽車全鋁車身結構平均要1400-4600美元，比鋼車身溢價65%，而一個有（yǒu）效和成功的汽車輕量（liàng）化項（xiàng）目需（xū）是未（wèi）來用戶可持續負擔得起的，顯然成本增60%-80%不是一個成功的汽（qì）車輕量化方案。

作為汽車生產伊始的主要（yào）材料，鋼在不斷改進以適應各種設計變化的挑戰，尤其高強度鋼的開發成（chéng）功，好地解決了（le）輕量化與安全、成本（běn）之間的矛盾。與其它輕金屬和複合材料相比，高強鋼具有優異的性價比，而且可以利用現有的汽車生產（chǎn）設備，節（jiē）約投資（zī），不失為一種理想的輕量化材料。因此，從性能和成本兩（liǎng）個方麵來看，鋼在汽車市場的主導地位不會動搖。

四、高強鋼迎戰鋁

鋁合金用量的增（zēng）加讓鋼生產廠家感到壓力，長期以來各大鋼廠加大投入，與汽車製造商密切合作，研製和發展輕質、高強度的汽（qì）車鋼（gāng）板，過去（qù）10多年中高（gāo）強鋼（AHSS）已成為汽車材料中增長快的。

1995年（nián），由美國鋼鐵協（xié）會（huì）、國際鋼鐵協會、汽車生產商和一些鋼鐵公司聯合提出（chū）“超輕鋼車身”的概（gài）念，采用這種（zhǒng）高強度鋼材所製造的車（chē）身實現了更薄和更輕的結構，使（shǐ）車身重量減輕達25%，同時也降低了製造成本，為高（gāo）強鋼在與鋁和鋁合金等非鋼材料的競爭中提供了良（liáng）好的解決方案（àn）。目前在歐洲“超輕型汽車工程”製造商的汽車設（shè）計方案中，高強（qiáng）度鋼的使用率超過80%。按照鋼鐵工業的計算（suàn），近年來鋼在汽車上的用量實際上呈上升態勢。

1．超輕鋼汽車車身項目——ULSAB

1994年，國際鋼鐵協會首先開展了超輕鋼汽車車身項目（ULSAB），來自（zì）5大洲18個國家的35家鋼鐵企業參加了該項目。該項目曆時4年，主要目標（biāo）是減小車身（shēn）質量、提高結構強度、提高（gāo）安全性、簡化製造工（gōng）藝及降（jiàng）低生產成本（běn）。通（tōng）過以車身輕量化為目標，車身至少減重25%以上，將給汽車（chē）製造業帶來（lái）革命性的改變。研究證（zhèng）實，ULSAB重量可減輕25%，且（qiě）不增加任何成本。近幾年，歐美汽車公司在開發新款汽車（chē）時都部分或全部采（cǎi）用了ULSAB項目技術，高強度鋼大量使（shǐ）用在汽車車身、底盤、懸架和轉向的零部件上。

2．超輕鋼汽車懸架項目——ULSAS

與ULSAB相關的項目還有ULSAC和ULSAS，ULSAC是將高強（qiáng）度鋼應用（yòng）在汽車車身（shēn）覆（fù）蓋件上，而（ér）ULSAS是采用高強度和超高強（qiáng）度材料以及一些的製（zhì）造技術來生產輕量（liàng）、廉價和性（xìng）能良好（hǎo）的（de）懸架係統，目標（biāo）是通過采用新的鋼材及設計，將懸架重量減少20%，美國鋼鐵公司、浦項鋼鐵公司、新日鐵公司、蒂森克虜伯等大鋼廠參加了該項目。美國鋼鐵（tiě）協會鋼市場發展（zhǎn）研究所新透露，采（cǎi）用高強鋼的（de）新型設計可使汽車扭梁後（hòu）懸（xuán）架重量降30%，與其它（tā）可替（tì）代材料相比（bǐ），成本（běn）大大（dà）降低，燃油更經濟。ULSAS項目（mù）是利用的鋼生產技術實現汽車懸架減重的一個很好例子。

3．超輕汽車車身-汽車技術項目——ULSAB-AVC

1998年3月（yuè），國際鋼協開始在全球實施超（chāo）輕汽車車身-汽車（chē）技術項目（ULSAB-AVC）。該項目是從整體上研究開（kāi）發新一（yī）代鋼鐵材料汽車結構（車身、覆蓋件、懸架係統、發動（dòng）機支架及所有與結構（gòu）、安全相（xiàng）關的部（bù）件），並通過使用超（chāo）輕鋼和的汽車技（jì）術（shù），支持（chí）鋼是未來新一代汽車理想化（huà）的和付（fù）擔得起的材（cái）料。在該項目中，AHSS的應用占到約80%，且20%以上的部（bù）件（jiàn）采用了液壓成形技術，研究（jiū）證實，ULSAB—AVCAHSS設（shè）計輕（qīng）25%，同（tóng）時又（yòu）能滿（mǎn）足碰撞性要（yào）求而不增加成本。

4．未來鋼製汽車項目——FSV

為（wéi）與其他材料競爭（zhēng），保持（chí）鋼在汽車材料中所占（zhàn）份額，汽車用鋼聯盟啟動了未來鋼（gāng）製（zhì）汽車（chē）項目（FSV）。FSV的3年計劃為：2008年-2009年（nián）7月為工程研究，2009年8月-2010年為概（gài）念車設計，2010-2011年對硬件進行論證。FSV項目為4款如電池電（diàn）動車（chē）（BEV）、混合動力車、插電式混合動力電動車（PHEV）和燃料電池電動車（FCEV）設（shè）計了高強（qiáng）鋼（gāng）車身（shēn）結構，采用逾（yú）20多種AHSS鋼，預計2015-2020年這些材（cái）料有望實現商業化生產，鋼的靈活、高強及成型性能好地適應（yīng）了部件（jiàn）形狀和（hé）結構設計的優化過程，另外還采用了激光拚焊板和拚焊（hàn）管（guǎn）、液壓成形等的加工技術（shù）。顯然（rán），FSV概念車是和輕質的，一款FSV電池電動車重（chóng）188千克，比傳統的內燃機（jī）汽車車身重量輕逾35%，進（jìn）一步縮小了與鋁和鎂（měi）合金的減重（chóng）差距。此（cǐ）外（wài），還能降低排（pái）放近70%，很好地滿足電池電動車製造（zào）廠家以及2020年的嚴格排（pái）放標準，同時也能滿足碰（pèng）撞測試和（hé）耐久性的需求，且未因減重而增加成本。

鋼和鋁（lǚ）有（yǒu）著各（gè）自的特點，汽車選用鋼還是鋁，終要看（kàn）減重及成本效果。伴隨著低碳經濟（jì）時代（dài）的到來（lái），汽車（chē）輕量化（huà）越（yuè）來（lái）越成為人們關注的熱點，鋼和鋁等傳（chuán）統材料及工藝亦麵對新的環境友好型輕質高強碳纖維、塑料等複合材料的挑戰。今年1月13日在美國底特律舉辦的北美國際汽車展上，通用汽車公司和寶馬汽車公司參展的車輛使用了更的碳纖（xiān）維複合材料，德（dé）國汽車製造商（shāng）們正在加（jiā）大對碳纖維材料的投資。為保持鋼、鋁金屬在汽車（chē）中（zhōng）的地位，鋼鐵生產廠家、鋁金屬生產廠家必須（xū）攜手麵對（duì），與汽車（chē）製造廠家三方密切合作，共同開發（fā）車身鋁合金（jīn）結構及關鍵零部件（jiàn）的焊接技術以及車身鋼與鋁（lǚ）的連接技（jì）術等，迎接高碳纖維（wéi）及塑料等材料的挑戰。

中國作為上大的汽車生產基地和市場，汽車（chē）輕量化的未來市場潛力巨大（dà），盡管目前我國汽車鋁合金的使（shǐ）用比例較低。2020年為實現（xiàn）汽車平均燃料消耗由目前百公（gōng）裏7.5升到百公裏5升的目標，我國需加快推動汽（qì）車向（xiàng）小型化、輕量化發展，一些（xiē）汽車及零部件製造商已把目光投向了汽車零部件（jiàn）輕量化的研發中。在這場結構調整、環（huán）保治理的大潮中，我國鋼鐵廠家要積極行動起來，利用結構（gòu）轉型的大好時機，與汽車廠（chǎng）家合作研發（fā）更的（de）鋼產品，保持（chí）鋼在汽車材料的主要地位（wèi）。