2000年以來，中國汽車工業發展進入了快車道，幾乎每年以2位數速度迅速增長。截至2013年底，中國汽車產量2 211.68萬輛，保有量已達1.37億輛，世界汽車保有量已超過10億輛。汽車工業的發展，汽車產量和保有量的增多，在拉動經濟發展和給人們出行帶來方便的同時，也產生了油耗、霧霾、安全等問題。
       2013年，中國石油消耗量為4.98億t，進口近3億t，對外進口的依存度接近60%。汽車消耗的石油，約占石油消耗總量的65%左右。每燃燒1L汽油，會產生2.5kg的二氧化碳（CO2）和其他排放氣體。汽車對大城市空氣污染的分擔率已超過25%。近年來，隨著汽車產量和保有量的增加，交通事故也明顯增加，每年死于交通事故的人數超過20萬人。因此，汽車節能減排和提高汽車的安全性已刻不容緩。正因如此，我國政府和世界各國政府都十分重視汽車的節能減排和安全性，與能耗、排放和安全性有關的法規不斷升級和完善。我國的能耗法規規定，各單位乘用車平均油耗為6.9L/100km，到2020年將降至5L/100km。歐盟規定汽車的燃油消耗在2009年為100km油耗5.7L，即每千米CO2排放為140g；2012年100km油耗為4.9L，即每千米CO2排放為120g。日本、美國也有類似的法規。汽車輕量化是達到這些法規要求必不可少的手段。

       高強度鋼在汽車輕量化和安全件上的應用

       研究表明高強度鋼和先進高強度鋼是保證汽車輕量化、提升汽車安全性且性價比高的現代汽車制造基礎材料，其他材料難以替代。由于汽車輕量化和安全技術的發展，汽車用鋼的強度水平一直呈上升趨勢，高強度鋼和先進高強度鋼的用量在持續增加。
       國際上出現了一系列輕量化工程，包括由美國鋼鐵協會組織的“新一代汽車合作計劃（PNGV）”，其輕量化目標是減重30%，其技術路線是鋼鐵材料和多種材料的應用；由歐洲鋼鐵協會組織的超輕汽車計劃（SuperLIGHT-Car）減重目標是40%，技術路線也是多種材料的應用；國際鋼鐵協會組織的高級汽車概念（ULSAB-AVC）輕量化項目，減重目標是20%，符合2004年的碰撞法規，其技術路線是全部采用高強度鋼，白車身采用高強度鋼為36%，超高強度鋼達到64%；阿賽洛鋼公司也組織了“輕量化車身項目ABC”，減重目標為30%，技術路線采用高強度鋼。最近，阿賽洛米塔爾公司進一步推出了新的輕量化項目S-in motion,在這一輕量化項目中，大量采用了先進高強度鋼和熱沖壓成形鋼。以C級車為例，該項目通過優化整車43個零件的質量，可使車身質量較傳統技術生產的車身減重17%，使整車生命周期減少了14%的碳排放；蒂森克虜伯也推出了輕量化車身項目NSC，減重目標20 %，技術路線采用高強度鋼和先進高強度鋼；韓國機械院、冶金企業和汽車廠聯合開展了韓國國產品牌汽車輕量化工程項目，輕量化目標為減重10%；德國新能源汽車項目在輕量化工程和車身設計中投入近10億歐元。        近年來，每年一屆的歐洲車身會議都展示集輕量化、汽車安全性和高強度鋼應用的先進設計實例。可以看出，鋼鐵材料是既可輕量化又保證安全性、性價比高并難以替代的汽車制造基礎材料。圖1和圖2示出了2010年歐洲車身會議的典型車型沃爾沃S60、Sharan應用高強度鋼的情況。沃爾沃S60以安全著稱，主要安全件A柱、B柱、門檻等都用了1500MPa的熱沖壓成形鋼，同時一般結構件也大量應用普通高強度鋼，低碳軟鋼和普通高強度鋼的用量仍然占有較高的比例。2011年韓國現代汽車首次參加歐洲車身會議，設計的全鋼輕量化車身i40以高的性價比、高的汽車安全性而獲得當年車身會議的金獎,其用鋼情況見圖3。        最近，超高強度鋼還用于制作運鈔車、防暴車的防彈板，中國汽車工程研究院股份有限公司等開發了超高強度輕量化的防彈鋼板，分別將A級、B級、C級的防彈板從原進口板的3.0mm、2.5mm、4.0mm減薄為2.85mm、2.3mm、3.7mm,這類鋼板的力學性能指標見表1，板材槍擊時的計算機模擬和槍擊試驗典型結果見表2。        高強度鋼和先進高強度鋼的發展

       為滿足汽車輕量化發展以及前述汽車板的各種性能要求，高強度鋼和先進高強度鋼近年來發展很快。目前已有普通高強度鋼、第1代先進高強度鋼、第2代先進高強度鋼，第3代先進高強度鋼等。各類高強度鋼和先進高強度鋼的延性和強度見圖4所示。其中，普通高強度鋼的強塑積為 15000 ～ 20000 MPa•%， 包括無間隙原子鋼 （IF 鋼）、 高強度無間隙原子鋼 （HSIF）、 各向同性鋼 （IS）、 烘烤硬化鋼 （BH）、低碳軟鋼） （Mild、碳錳固溶強化鋼 （CMn）和高強度低合金鋼 （HSLA）； 第1代先進高強度鋼，其強塑積為 20000 MPa•%， 包括雙相鋼 （DP）、 復相鋼 （CP）、相變誘發塑性鋼 （TRIP）、 馬氏體級鋼 （MART）、 熱沖壓成形鋼 （HPF）；第2代先進高強度鋼，其強塑積 60000 MPa•%， 該類鋼為高錳的孿晶誘發塑性鋼 （TWIP）；第3代先進高強度鋼，其強塑積為 30000～ 40000 MPa•%， 包括中錳的馬氏體+奧氏體鋼 （BCC +FCC）、 包含有 δ 鐵素體的相變誘發塑性鋼 （δ- TRIP）、 淬火分配處理鋼或稱馬氏體基的相變誘發塑性鋼 （Q- P）、淬火-回火分配處理鋼或稱回火馬氏體基的相變誘發塑性鋼 （Q&PT）、 超級貝氏體鋼 （Super B）, 又稱納米貝氏體鋼。在以上3代先進高強度鋼中，目前應用較多的仍然是第1代先進高強度鋼，在第1代先進高強度鋼中應用較多的是雙相鋼，此外，超高強度的熱沖壓成形鋼最近幾年發展很快，用量可能會有較大的上升。第3代先進高強度鋼目前仍在發展中，其工藝、強化原理和應用技術均有待于進一步實驗研究和發展，目前寶鋼已率先進行了Q-P鋼的產業化生產。        汽車輕量化是實現汽車節能減排最直接和最有效的手段。既輕量化又保證安全促使了高強度鋼和先進高強度鋼的應用。正是因為汽車工業的廣闊市場促進了高強度鋼迅速發展，先后出現了普通高強度鋼、第1代先進高強度鋼、第2代先進高強度鋼、第3代先進高強度鋼。目前在汽車工業得到廣泛應用，產品較成熟、質量較穩定、批量生產、性能一致性好的高強度鋼仍然是普通高強度鋼和第1代先進高強度鋼；深入研究高強度鋼的應用技術，解決和提升成形性、回彈、切邊、連接技術等問題，擴大高強度鋼的應用，為汽車輕量化和節能減排作出貢獻。（本文刊登于《新材料產業》2014年7期，有刪減）