為了大幅度減輕車(chē)重，人們正急于研究對(duì)占車(chē)重比例大的車(chē)身（約30%）、發(fā)動(dòng)機(jī)（約18%）、傳動(dòng)系（15%）、行走系（約16%）、車(chē)輪（約5%）等鋼鐵零件改用鋁材。

　　1　車(chē)身板件的鋁材化及鋁合金

　　最近出現(xiàn)了從發(fā)動(dòng)機(jī)罩、翼子板等部分車(chē)身鋁外板發(fā)展為全部采用鋁外板的汽車(chē)，獲得了減輕車(chē)重40%?50%（相對(duì)鋼板而言）的效果。

　　用于車(chē)身板的鋁合金主要有Al-Cu-Mg系（2xxx系）、Al-Mg系（5xxx系）、Al-Mg-Si系（6xxx系）和Al-Mg-Zn-Cu系（7xxx系）。其中2xxx系列和6xxx系列、7xxx系列是熱處理可強(qiáng)化的，而5xxx系是熱處理不可強(qiáng)化合金。前者通過(guò)涂裝烘干（170-200℃/20-30min）工序后強(qiáng)度得到提高，所以用于外板等要求強(qiáng)度、剛性的部位，后者成形性?xún)?yōu)良，用于內(nèi)板等形狀復(fù)雜的部位。美國(guó)1970年代研制了6009和6010汽車(chē)車(chē)身板鋁合金，通過(guò)T4處理后強(qiáng)度分別比5182-Ｏ和2036－T4的低，但塑性較好，成形后噴漆烘烤過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)人工時(shí)效，獲得更高的強(qiáng)度。這兩種合金既可單獨(dú)用來(lái)做內(nèi)外層壁板，也可用6009合金制造內(nèi)層壁板，而用6010合金制造外層壁板。兩個(gè)合金的廢料不需分離可以混合回收后自身使用，或做鑄件的原料。

　　正在開(kāi)發(fā)的低密度、高強(qiáng)度、高彈性模量和超塑性?xún)?yōu)良的Al-Li合金，以及基于低噪音的需要并有助于輕量化而開(kāi)發(fā)的鋁防振板等,也有望用作車(chē)身壁板。

　　2　鋁空間框架結(jié)構(gòu)車(chē)體及鋁材

　　目前，世界各國(guó)都在積極推進(jìn)車(chē)身、車(chē)體主要部位的鋁材化，采用鋁材制造有特性的汽車(chē)．近年來(lái)提出的鋁概念車(chē)（如圖2所示），在車(chē)體結(jié)構(gòu)上大多數(shù)采取無(wú)骨架式結(jié)構(gòu)和空間框架式結(jié)構(gòu)，適用的材料有板材、擠壓型材、釬焊蜂巢狀?yuàn)A層材料等。從設(shè)計(jì)的自由度（特性化）、成本、輕型化、安全性等方面考慮，制造小批量、多品種的汽車(chē)時(shí)，以鋁擠壓型材為主體的空間框架結(jié)構(gòu)大有發(fā)展前途。這種鋁空間框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如表10所示。

　　在空間框架中一般用現(xiàn)有的中國(guó)鋁材便可滿足要求，板材一般用5052、5251、5182和6009等耐蝕性?xún)?yōu)良、加工性能良好的合金．?dāng)D壓型材主要的采用6005、6061、6063、7003、7005合金空心材。關(guān)鍵的問(wèn)題是薄壁化、強(qiáng)度適當(dāng)、與其它材料易組合，接合部斷面形狀設(shè)計(jì)合理等。蜂巢狀?yuàn)A層板有可能在不久的將來(lái)得到廣泛應(yīng)用，這種板是由涂有硬釬焊料的薄板作為蜂巢狀?yuàn)A層結(jié)構(gòu)的芯材及面板組成，除重量輕、剛性高外，高溫強(qiáng)度、耐熱性、耐蝕性等也很好，而且可以進(jìn)行焊接、表面處理和彎曲加工。

　　3　熱交換器的鋁材化

　　從鋁的特性看，熱交換器是最適于用鋁制造的部件。鋁散熱器的重量比銅的下降37%-45%，銅材價(jià)格約9萬(wàn)元／t，鋁材3.5萬(wàn)元／t。而兩者的加工費(fèi)幾乎相當(dāng)。因此，日本和美國(guó)的汽車(chē)空調(diào)器幾乎完全采用鋁材。散熱器的鋁化率，歐洲達(dá)到90%-100%，美國(guó)達(dá)到80%-90%，日本達(dá)到70%-80%。我國(guó)也開(kāi)始使用鋁制散熱器。鋁制內(nèi)冷卻器、油冷卻器、加熱器心部等也在迅速普及。

　　根據(jù)輕量化、小型化、提高散熱性、保證防蝕等需要，熱交換器在結(jié)構(gòu)上積極進(jìn)行改進(jìn)，從帶有波紋的蛇型改為薄壁并流型、德朗杯型、單箱型等。在材料方面也在積極進(jìn)行改進(jìn)，例如為改善因薄壁化導(dǎo)致的強(qiáng)度降低，采用Al-Cu-Mn-Cr-Zr系合金和Al-Mn-Si-Fe系合金；根據(jù)犧牲陽(yáng)極保護(hù)作用改進(jìn)化學(xué)成分來(lái)進(jìn)一步提高耐蝕性；開(kāi)發(fā)了多層復(fù)合材料（Al-Mn涂層結(jié)構(gòu)）；用釬焊方法進(jìn)行成分調(diào)整等達(dá)到防蝕目的。這些改進(jìn)技術(shù)已達(dá)到實(shí)用階段。

　　4　行走系統(tǒng)部件的鋁化

　　(1)鋁合金車(chē)輪

　　近年來(lái)，鋁車(chē)輪的尺寸有大型化的傾向，直徑從355.60毫米向381-531.80毫米發(fā)展。此外，從防滑、制動(dòng)裝置的安裝普及率等來(lái)看，為了減少非懸掛重量，正在加速安裝鋁合金車(chē)輪，目前國(guó)外汽車(chē)的安裝率達(dá)90%以上，我國(guó)的比率尚未達(dá)到70%。（特別是重型汽車(chē)運(yùn)用甚少）。

　　現(xiàn)在車(chē)輪主要采用重力鑄造、低壓鑄造。但是，為了實(shí)現(xiàn)輕量化，將來(lái)要向薄型化、剛性?xún)?yōu)良的壓力鑄造、擠壓鑄造法轉(zhuǎn)移。另一方面，為了進(jìn)一步減輕重量，用鋁板沖壓加工、旋壓加工做成整體車(chē)輪和兩部分組合車(chē)輪，已在實(shí)際生產(chǎn)中采用。這種用6061T6合金制成的車(chē)輪比鋼板沖壓車(chē)輪重量減輕50%，旋壓加工所需時(shí)間不到90秒／個(gè)，不需要組裝作業(yè)，適用大批量生產(chǎn)。對(duì)這種車(chē)輪進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果表明，它具有和軋材同樣的強(qiáng)度，和鑄件同樣的經(jīng)濟(jì)性。重型車(chē)的鋁車(chē)輪一般用模鍛法制造。

　　(2)懸掛系零件的鋁材化

　　減輕懸掛系重量時(shí)，要兼顧行駛性、乘座舒適性等，其相應(yīng)部件的輕量化、鋁材化應(yīng)和其機(jī)構(gòu)的改進(jìn)同時(shí)進(jìn)行。例如，下臂、上臂、橫梁、轉(zhuǎn)向節(jié)類(lèi)零件。還有盤(pán)式抽動(dòng)器卡爪等已用鋁鍛件（6061）、鋁擠壓鑄造件（AC4C、AC4CH）等，重量比鋼件輕40%?50%；動(dòng)力傳動(dòng)框架，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝托架等已用板材（6061）使其輕量化；對(duì)保險(xiǎn)杠、套管等，已用薄壁、剛性高的雙、三層空心擠壓型材（7021、7003、7029和7129）；傳動(dòng)系中傳動(dòng)軸、半軸、差速器箱在采用鋁材使輕量化和減少振動(dòng)上，取得了很大進(jìn)展，今后有進(jìn)一步發(fā)展的傾向。

　　5　發(fā)動(dòng)機(jī)部件的鋁化

　　(1)鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)零件

　　占發(fā)動(dòng)機(jī)重量25%的氣缸體正在加速鋁材化，據(jù)本田公司報(bào)道，用新壓鑄法（低壓、中壓鑄造）成功地實(shí)現(xiàn)了100%鋁化，減少壁厚10毫米，相當(dāng)于減輕重量1-1.5kg。

　　過(guò)去已進(jìn)行活塞、連桿、搖臂等發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的鋁材化工作，為了提高性能正在進(jìn)行急冷凝固粉末合金、復(fù)合材料等的開(kāi)發(fā)及實(shí)用化，此外還在開(kāi)發(fā)耐熱強(qiáng)度高的Ti-35%Al合金，用來(lái)制造進(jìn)、排氣閥和連桿等。

　　例如，日本某汽車(chē)廠的2.0L級(jí)汽車(chē)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)用鋁量約26kg（發(fā)動(dòng)機(jī)鋁材率約17%），氣缸體鋁材化后，鋁的使用量增加0.8倍，可減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量20%左右。

　　(2)急冷凝固鋁粉末合金（P/M）發(fā)動(dòng)機(jī)零件

　　已開(kāi)發(fā)出耐磨合金Al-20%?25%Si系、耐熱耐磨合金Al-20%?25%Si-（Fe,Ni）系、耐熱合金Al-7%?10Fe系。前兩者線膨脹系數(shù)為(16～17)×10-6/℃，后兩者楊氏模量為（9200-10600）×9.8兆帕，顯示出原熔煉鋁合金（I/M）所不具備的特性。正在用它們制造活塞、連桿、氣缸套、氣門(mén)挺桿等發(fā)動(dòng)機(jī)零件和汽車(chē)空調(diào)設(shè)備的壓縮機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子等。

　　(3)鋁基復(fù)合材料(MMC)發(fā)動(dòng)機(jī)零件

　　若用陶瓷纖維、晶須、微粒等增強(qiáng)鋁合金，則比強(qiáng)度，比彈性模量、耐熱性、耐磨性等可大幅度提高。例如SiC晶須強(qiáng)化的鋁復(fù)合材料（基體為6061合金），隨著強(qiáng)化體積百分率增加，若干特性均有提高．當(dāng)Vf=30%時(shí)，強(qiáng)度為50×9.8兆帕，彈性模量為12000×9.8兆帕，是6061合金的1.6倍左右，高溫強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度也得到提高；Vf=20%時(shí)，線膨脹系數(shù)約降低65%。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用鋁合金活塞頭的頂角部分已采用復(fù)合材料，正在研究和試用的Al-不銹鋼連桿、Al-石墨活塞等都將很快在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用。