一、輕量化是汽車發(fā)展趨勢(shì)
由于環(huán)保和節(jié)能要求日趨嚴(yán)格，汽車輕量化已成為汽車發(fā)展的趨勢(shì)。輕量化就是在保證汽車強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整車重量，從而提高汽車的動(dòng)力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。研究表明，汽車自重每減少10%，可以降低油耗6%-8%，降低二氧化碳排放13%。通過對(duì)汽車結(jié)構(gòu)的改造和制造材料的優(yōu)化，汽車重量還有15%的下降空間，而且隨著汽車制造材料的不斷開發(fā)升級(jí)，汽車重量的減輕不會(huì)帶來安全隱患。
DuckerWorldwide的一項(xiàng)調(diào)查顯示，到2025年汽車廠家減重目標(biāo)為目前的2倍，即平均重量將減輕400磅(181.4千克)，屆時(shí)鋼占汽車平均重量將由目前58%左右下降至46%。
二、鋁合金材料受青睞
輕質(zhì)材料和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的重要途徑和手段。無論鋁對(duì)傳統(tǒng)鋼的替代，還是塑料對(duì)金屬的替代，直接的效果都是減重，減重是提升車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放的簡(jiǎn)單和有效的方式。自90年代奧迪等豪華車開始采用鋁部件，鋁進(jìn)入了汽車工業(yè)，之后鋁在汽車上的用量開始上升，越來越多的轎車制造商開始在材料選擇上采用鋁來替代傳統(tǒng)的鋼，歐盟和北美等國(guó)家已走在前列。
DuckerWorldwide調(diào)查結(jié)果顯示，以鋁代替鋼制造汽車可使汽車整車重量減輕30%-40%，發(fā)動(dòng)機(jī)減重30%，輪轂減重30%。從2006-2012年，歐盟輕型車鋁合金用量平均增加了19.2千克。目前在歐洲和北美開發(fā)的超輕車計(jì)劃中，鋁占到53%，約30%的汽車引擎蓋和20%的保險(xiǎn)杠均采用鋁金屬，這個(gè)比重在未來幾年將會(huì)有大幅度的提升，而鋼用量比例則將下降。如去年底在中國(guó)的新一代福特野馬中采用了鋁金屬蓋和鋁前擋泥板，重量減90千克，而即將面世的全新F-150將采用全鋁車身打造，車身總重將較現(xiàn)款車型輕317千克，燃油經(jīng)濟(jì)性有望提高15%-20%。奧迪R8、A8和捷豹XJ均采用了全鋁合金車身，全新一代路虎攬勝創(chuàng)造性地采用全鋁承載式車身輕量化技術(shù)，較之前一代采用鋼制車身結(jié)構(gòu)的攬勝車身重量降低39%。DuckerWorldwide曾預(yù)測(cè)，到2015年歐洲主要國(guó)家平均每輛汽車鋁使用量將增長(zhǎng)至180千克,鋁材料占整部汽車的重量也將由目前的9%提高到12%，2025年將攀升到近250千克，鋁金屬所占輕型車的車重比將提高到目前的兩倍。
美、歐國(guó)家對(duì)汽車二氧化碳排放規(guī)定日趨嚴(yán)格更加劇了鋼鋁市場(chǎng)份額爭(zhēng)奪戰(zhàn)，美聯(lián)邦政府燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)規(guī)定在2025年前汽車燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)上調(diào)至54.5英里/加侖（約合百公里4.8升油耗），歐盟計(jì)劃到2020年實(shí)施強(qiáng)制性的汽車尾氣每公里95克二氧化碳的排放標(biāo)準(zhǔn)（當(dāng)前政策是到2015年每公里排放130克），這對(duì)汽車設(shè)計(jì)者來說是個(gè)更大的挑戰(zhàn)，鋼和鋁生產(chǎn)廠家爭(zhēng)相投入研發(fā)滿足汽車廠家需求的具有設(shè)計(jì)和更輕質(zhì)特點(diǎn)的金屬。此外，新能源汽車將替代傳統(tǒng)以燃油為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的汽車，混合動(dòng)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(dòng)車以及本田FCXClarity等新型動(dòng)力系統(tǒng)汽車大多選用鋁作為車身的主要材料。
新的一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果顯示，采用大量鋁合金的所謂全鋁汽車可以獲得40%的減重效果，在與其他輔助性輕量化及優(yōu)化設(shè)計(jì)相配合的情況下，能使燃油經(jīng)濟(jì)性提升幅度達(dá)18%。
三、鋼與鋁成本比較
鋁合金材料顯然是汽車廠家追逐輕量化的選擇，但從成本上考慮，無論是材料價(jià)格、制造及加工方面，鋁顯然比鋼更昂貴，而且維修困難。美國(guó)麻省理工學(xué)院2007年的數(shù)據(jù)表明，在原料成本方面，鋁比鋼貴2倍多，加工成本方面，鋁比鋼貴一倍，在裝配上，鋁比鋼貴20%-30%?？偟膩碚f，一個(gè)鋁部件估計(jì)比傳統(tǒng)的鋼部件成本高60%-80%。美鋁公司的汽車結(jié)構(gòu)專家亦稱，一輛小汽車全鋁車身結(jié)構(gòu)平均要1400-4600美元，比鋼車身溢價(jià)65%，而一個(gè)有效和成功的汽車輕量化項(xiàng)目需是未來用戶可持續(xù)負(fù)擔(dān)得起的，顯然成本增60%-80%不是一個(gè)成功的汽車輕量化方案。
作為汽車生產(chǎn)伊始的主要材料，鋼在不斷改進(jìn)以適應(yīng)各種設(shè)計(jì)變化的挑戰(zhàn)，尤其高強(qiáng)度鋼的開發(fā)成功，好地解決了輕量化與安全、成本之間的矛盾。與其它輕金屬和復(fù)合材料相比，高強(qiáng)鋼具有優(yōu)異的性價(jià)比，而且可以利用現(xiàn)有的汽車生產(chǎn)設(shè)備，節(jié)約投資，不失為一種理想的輕量化材料。因此，從性能和成本兩個(gè)方面來看，鋼在汽車市場(chǎng)的主導(dǎo)地位不會(huì)動(dòng)搖。