1轻量化术语解释轻量化的概念最早源于赛车运动。它的优点其实不难理解。重量轻，能带来更好的操控性。发动机输出的动力可以产生更高的加速度。由于车辆较轻，起步时加速性能较好，制动时制动距离较短。随着“节能环保”成为人们普遍关注的话题，轻量化也在普通汽车领域得到了广泛应用，轻量化可以提高操控性，并具有优异的节油性能。汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量。在保持汽车整体质量、性能、成本不变甚至优化的前提下，减轻汽车本身的重量，可以提高输出功率，降低噪声，提高操控性和可靠性、速度、油耗、尾气排放和安全性。研究数字表明，如果整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%；如果滚动阻力降低10%，燃油效率可提高3%；如果车轴、变速器等装置的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%。车身占汽车总质量的30%左右，空载状态下70%左右的油耗用在车身质量上。所以更轻的车身对整车的燃油经济性、车辆操控稳定性、碰撞安全性都有很大的好处。2汽车轻量化详解：在保证性能稳定提升的基础上，对所有总成零部件进行节能设计，不断优化车型谱。汽车轻量化就是在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，降低油耗，减少排气污染。实验表明，整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%。车辆整备质量每减少100kg，百公里油耗可降低0.3-0.6L；车重降低1%，油耗可降低0.7%。目前，由于环保和节能的需要，汽车轻量化已成为世界汽车发展的趋势。3汽车轻量化的主要途径在主流汽车车型不断优化、规格主要参数保留的前提下，提高整车结构强度，降低耗材消耗；使用轻质材料。如铝、镁、陶瓷、塑料、玻璃纤维或碳纤维复合材料等。利用计算机进行结构设计。如有限元分析、局部加强设计等。采用承载式车体，减少车体板材厚度。其中，目前主要的汽车轻量化措施主要是采用轻量化材料。4钢铁材料的轻量化措施钢铁材料在与有色合金、高分子材料的竞争中继续发挥其价格便宜、技术成熟的优势，通过高强度、有效的强化措施可以充分发挥其强度潜力，因此至今仍是汽车生产中使用最多的材料。汽车自重的25%在车身，车身材料的轻量化起着重要作用。20世纪90年代，全球35家主要钢铁公司合作完成了“ULSAB-超轻钢汽车车身钢制车身”项目。本课题研究结果表明，车身钢板90%采用高强度钢板(包括高强度、超高强度和夹层减重钢板)，在不增加成本的情况下(以四门轿车为参照)，可使车身重量减轻25%，静扭转刚度提高80%，静弯曲刚度提高52%，第一车身结构模量提高58%，满足碰撞法规的所有要求。当然这还是一个研究的结果，高强度钢板在汽车车身上的实际应用还没有达到这么高的水平。在普通IF钢板的基础上，相继开发了高强度IF钢板和烘烤硬化IF钢板，在保持高成形性的同时，提高了强度和抗凹陷性，为汽车车身钢板的薄化和轻量化创造了条件 日本日产汽车公司开展了590MPa级高强度钢板在车体上的应用研究。他们选用TRIP钢和DP钢裸板和DP钢镀锌板，利用有限元分析技术解决了冲压开裂和回弹问题。优化了焊接工艺参数。通过实车试验，刚度和碰撞性能满足要求，重量比440MPa级钢板减轻10kg。尾焊是一种新开发的钢板轻量化应用技术。这项技术应用于ULSAB车身的18个部位。结构钢详解虽然钢铁材料的消耗量在逐年减少，但是高强度钢的消耗量却增加了不少。高强度结构钢使零件更加紧凑和小型化，有助于汽车的轻量化。(1)减轻弹簧悬挂弹簧重量的最有效方法是增加弹簧的设计许用应力。但是，要实现高应力下的轻量化，材料的高强度是必不可少的。在传统硅锰弹簧钢的基础上，通过降低C，添加Ni、Cr、Mo、V等合金元素，开发出一种高强韧性钢种，设计许用应力可达1270MPa。这种弹簧钢的应用可以实现40%的轻量化。在传统的Cr-V系弹簧钢中加入Nb，可以提高钢的抗延迟断裂性能，结合改进的奥氏体轧制，钢的抗拉强度可以达到1800MPa。v被添加到用于气门弹簧的Si-Cr钢中以通过晶粒细化来确保韧性，C被添加以提高强度。改进后，弹簧的高周疲劳强度提高了8%左右，重量可减轻15%。通过有限元分析，研制出螺旋弹簧内外应力分布均匀的柠檬形截面弹簧钢丝，使弹簧轻量化7%。提高弹簧疲劳强度的有效方法是喷丸和渗氮。除了传统的应力喷丸，弹簧喷丸还发展了两级喷丸。喷丸和渗氮也可以结合使用。(2)齿轮传动汽车发动机趋向大功率，变速器趋向紧凑小型化。这势必增加传动齿轮的载荷，因此对齿轮钢的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度的要求也相应提高。提高钢中Ni、Cr、Mo等合金元素的含量，可以提高齿轮钢的淬透性和强度。但仅依靠合金元素强化齿轮钢，会恶化钢的切削性能，使热处理工艺复杂化，大大增加原材料成本和生产成本。齿轮渗碳时，为了防止或减少异常层的出现，降低钢中的Si和P含量，将Mo含量提高到0.35%~0.45%，并采用了改进的碳氮共渗工艺。改进后的钢种可使齿轮的冲击寿命提高3~5倍，对表面层异常的钢种加强力喷丸，齿轮的疲劳极限可提高20%~30%。齿轮钢中的非金属夹杂物是疲劳裂纹的起点，会降低强喷丸的强化效果。因此，开发了高纯度齿轮钢。例如，对于SCM420HZ钢，当氧浓度降低到9ppm以下，磷浓度降低到90ppm以下时，与表面异常层减少的低Si高Mo钢相比，齿轮齿根弯曲疲劳寿命提高10%~17%，接触疲劳寿命提高25%。7高强度铸铁细节铸铁因其在性能和成本上的诸多优势，在汽车材料中仍占有一席之地。铸铁材料的进步使其在汽车上的应用成为新亮点。(1)球墨铸铁铁素体球墨铸铁具有500MPa的抗拉强度和较高的韧性，因此多用于底盘零件，有些车型甚至用作转向节等安全零件。珠光体铸铁具有更高的强度，在某些部位可以替代锻钢。平衡重4缸汽车发动机曲轴采用球墨铸铁加圆角滚压强化，已成为美、德、法等国汽车制造商的标准工艺。因为球墨铸铁的密度比钢的密度低10%左右 通过实物测量，代替锻钢制造的曲轴重量可减轻10%，代替铝合金制造的卡车轮毂重量可各减轻0.5kg。(2)蠕墨铸铁蠕墨铸铁又称致密石墨铸铁，其机械物理性能和铸造工艺性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，非常适合制造强度要求高、热循环载荷大的零件，如缸体、缸盖、排气歧管、制动鼓等。蠕墨铸铁与球墨铸铁同时被发现，但由于蠕化工艺控制困难，其应用受到限制。烧结过程控制系统为蠕墨铸铁的应用开辟了广阔的前景。福特汽车公司于1996年开始使用该系统生产发动机缸体。据说蠕墨铸铁缸体的重量比灰铸铁缸体低16%，而结构刚度却提高了12%~25%。用蠕墨铸铁制造气缸体还可以改善摩擦磨损性能，降低振动和噪声，改善排放。8粉末冶金材料详解粉末冶金材料具有成分自由度大、粉末烧结工艺近终形的特点，在汽车上的应用日益增多，特别是铁基粉末烧结材料在要求强度较高的复杂结构件上的应用日益增多。装配式粉末冶金空心凸轮轴是近年来的新产品。它是由铁基粉末冶金材料制成，然后通过烧结或机械手段固定在空心钢管上的凸轮。与常规锻钢或铸铁件相比，可减轻重量25%~30%。这种凸轮轴已用于高速汽油发动机。随着柴油机服役条件的日益苛刻，粉末冶金空心凸轮轴有推向柴油机的趋势。粉末锻造连杆已成功应用，近年开发的一次烧结粉末冶金连杆技术生产成本低，可实现11%轻量化。德国欧宝公司2.0L OHC发动机30万公里效果无异常。