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随着我国汽车保有量不断攀升，能源短缺、雾霾污染等问题日益凸显，“节能减排”成为每个车企的追求目标，这使得轻量化技术受到越来越多的重视。“轻量化技术的发展，为中国汽车材料的发展提供了机遇，因为轻量化是优化设计，合理选材、先进的成形技术等各种专业优势的集成，越来越多的人认识到材料技术在汽车轻量化中具有很重要的作用，但是长期以来，国内汽车行业对材料的研发重视不足。”中国汽车工程研究院马鸣图教授这样表达国内汽车材料和汽车轻量化技术的现状。近期，中国汽车材料网记者对马鸣图教授进行了专访，马教授就中国汽车材料技术发展、轻量化材料的开发与应用现状、以及发展趋势等方面进行了深入探讨。中国汽车材料网（Auto-Material，以下简称AM）：马教授，您好，非常高兴您能接受我们的采访。您多年来一直专注于汽车材料技术研究与应用，对国内汽车材料技术的研发与应用现状最为了解，请您简要介绍以下我国汽车轻量化材料技术的研发与应用情况。马教授：长期以来，汽车行业对材料的研发重视不足。因为汽车行业认为设计、分析和制造是汽车行业的主业，汽车材料是辅助专业，一直被边缘化。实际上汽车材料是制造业的基础，在国外，特别是工业发达的国家这点认识是很充分的。国内现在对汽车材料重要性的认识不足，与汽车工业发展水平密切相关，也与中国汽车工业自主研发的水平和模式密切相关。最近几年，随着轻量化技术的发展和行业对轻量化技术的需求，使得人们对汽车工业节能减排的迫切性和必要性的认识进一步深入，在自主品牌中，汽车材料的开发和应用研究得到越来越多的重视，并取得了明显的进展。钢铁企业为适应高强度、高成形性板材的需求，分别对第一代先进高强度钢、第二代先进高强度钢、第三代先进高强度钢进行了开发，并试制了一些产品，并在汽车生产中得到了大量的应用。应该说，对先进高强度钢，特别是双相钢的开发和应用技术研究，国内早已达到国际先进水平，并有专著出版，有力的指导了双相钢的开发和应用。目前，该钢种已基本形成系列，并在汽车工业中应用。在第三代钢开发中，上海宝钢率先在世界上将Q&P钢实现产业化，并以小批量供应汽车企业进行试用。这些成果已处世界先进水平。目前汽车轻量化联盟建立了汽车材料的数据库，检测了不少新材料的性能和零部件功能的数据，为我国汽车工业正向设计和合理选材打下良好的基础。在汽车的结构材料中，还有铝合金，特别是铝合金板材，目前中国尚缺乏这方面的产品，影响了汽车进一步轻量化和铝合金的应用。塑料复合材料（如LFT）在典型零件前端模块，虽已有应用，但整体水平和应用的范围都需要扩大和提升。一些特殊材料像高性能的非取向硅钢，作为发动机气门的特殊的耐热材料、增压器涡轮叶片、高性能的齿轮材料（单齿弯曲疲劳寿命、高接触疲劳寿命的齿轮材料）等的性能尚需改进，品质尚需提升。此外，我国镁合金在国家和省市科技项目的支持下，其研究也取得了较大进展，但目前来讲，汽车上应用还有大量的工作待做。总之，中国汽车材料的研究水平，近年来已取得较大进展，但不少高强度、高性能、高性价比的汽车材料还难以完全满足中国汽车工业发展的需要。汽车行业对汽车材料的研发和应用研究的重要性的认识也需要提升。中国汽车材料需要进行更多的研究，开发和提升以及大量的数据积累，才能有效的支持国产自主品牌的发展，满足其轻量化新产品的开发需求。AM：国内汽车材料相关技术与产品开发的主要瓶颈是什么?马教授：对合资品牌，中方没有设计和选材的主导权，即使有好的材料或开发了好的产品，也要经过合资品牌外方的认证，一方面很困难，另一方面周期很长，严重影响材料和零部件产品的国产化进程。对国产自主品牌，很多企业领导对材料不重视，对新材料的研发和应用存在偏见，没有放到应有的地位。一方面，大多数产品设计人员的材料知识匮乏，尤其是对材料新近的发展了解太少，而设计选材一般是由设计人员确定的，这就影响了材料技术和新产品开发的应用和进展。除此之外，在材料的研发过程中，长期以来对应用研究缺乏认识，导致应用研究的严重缺失，从而严重影响了材料研发成果的应用。好在，经过本人多年对轻量化材料应用研究的呼吁，已引起了一些领导和从事材料研发的专家的重视，这一局面正在不断改进中。AM：国内的汽车材料的研发与应用存在一定的瓶颈，那国产乘用车的汽车材料应用现状又如何呢？马教授：中国自主品牌乘用车的用材水平已有很大提升，特别是近几年，大家对轻量化和安全性认识的深入，高强度钢和一些轻量化材料的应用技术已有长足的进步，用量已有较大幅度增加，但目前和国外仍有较大差距，主要体现在以下几个方面：1）对于高强度钢，其差距主要表现在总体用量比国外少，更主要是用材的强度水平和加工工艺水平均低于国外；2）对于铝合金，其高强度、高成形性的铝合金用量尚处于起步阶段，国内尚未有产品供应，应用技术也有待于开发和研究；3）对于纤维增强复合材料，如LFT（长玻纤增强复合材料），近年来用量有较快增长，但粒料大部分来源于国外公司，材料更换时的产品设计能力和技术也亟待提升和完善，因此其应用数量和水平仍低于国外水平；4）对于碳纤维及其复合材料，由于原材料的制造水平和价格与国外有较大差距，因此在汽车上的应用还处于试验阶段，与国外知名品牌宝马的新能源汽车的碳纤维车身存在较大差距。5）镁合金是汽车用金属结构材料中比重最小的材料，我国亦有丰富的原材料资源，但由于加工工艺、安全、防腐等问题尚未根本解决，其用量尚较有限。随着国家对轻量化的重视和逐步建立一些专项，这种差距将会较快的缩小。AM：请您从行业发展的角度给国内汽车材料企业提些建议，他们需要做好哪些“功课”才能更好地适应汽车工业的发展？马教授：国外汽车材料企业开拓市场的经验值得借鉴：首先要练好“内功”，要具有满足汽车轻量化或特殊性能要求的材料的品种，并且可以稳定批量的供应相关的产品；其次要采用先进的EVI（EarlyVendorInvolvement，先期介入，是指材料制造商介入下游用户的早期研发阶段，充分了解用户对原材料性能的要求，从而为客户提供更高性能的材料和个性化的服务。）销售模式，并拥有这种服务的基础和能力。EVI的销售模式是汽车新产品开发的先期介入模式，可以在汽车新产品开发时，根据所开发产品的需求，有效推荐合适的新的性价比高的材料产品，满足汽车企业新产品开发的需要，而又能够引起汽车产业的兴趣，然后和汽车产业客户共同进行新产品的试制，包括设计、仿真模拟、新产品试制、试验和应用等相关研究，在取得良好的结果后，逐步批量进入汽车产业市场。如果进一步的发展，汽车材料企业就可以和汽车产业一起进行汽车材料的深加工，并提供汽车产业应用新材料时的资金支持。目前我国的油耗法规越来越严格，2015年百公里油耗为5.9升，2020年百公里油耗将达到5升，这些指标对任何一个汽车企业都有很高的难度。轻量化是节能减排最直接最有效的手段之一，许多汽车企业已经意识到这一问题的严峻性和轻量化的重要性，这给轻量化汽车新材料的发展带来很大的机遇。AM：既然轻量化给汽车新材料的发展带来了很大的机遇，那么请您简要介绍以下汽车轻量化用新材料的应用发展趋势马教授：总体来讲是围绕汽车轻量化所需的材料进行发展。细分轻量化材料领域来说：1）对钢铁材料，重点是发展第一代和第三代先进高强度钢，并解决这些钢种应用中的问题。对第二代先进高强度钢，重点解决高猛钢的生产工艺技术、焊接和延迟断裂等工艺技术。一代、二代、三代先进高强度钢向更高的强度级别发展，并且对先进的成形技术如热冲压成形、辊压成形、液压成型等进行进一步的开发和应用，从而为汽车行业提供高性价比的汽车零部件。2）铸造铝合金在汽车中已有广泛运用，其发展趋势是提高强度，简化工艺。扩大挤压高强度铝合金在汽车安全件上的应用，以进一步轻量化和保证安全。重点研发高强度、高成形性铝合金汽车板的生产装备如气垫炉等，板材冲压成形的应用技术和表面处理技术，为汽车行业提供高性价比的铝合金汽车板，为汽车外覆盖件的轻量化和一些法规的实施作出贡献。对于镁合金，进一步完善生产工艺技术，开发工艺流程简单，防腐性能好的镁合金汽车零件的防腐技术和轻量化的镁合金汽车零件的生产技术，为汽车行业提供高性价比的轻量化的镁合金汽车零件。3）塑料复合材料应重点开发LFT粒料的生产技术和零件的设计技术，解决前端模块集成设计技术和粒料的供应；开发和生产发动机进气歧管用的高强度、注塑性能良好和可焊性良好的LFT，为汽车行业提供轻量化的性价比高的塑料复合材料结构件，同时研发高强度碳纤维的生产技术，使碳纤维的生产成本可以和国外相比，并开发碳纤维增强复合材料的应用技术，为新能源汽车提供高性能轻量化的高疲劳寿命的碳纤维复合材料结构件。此外，行业应要加大各种轻量化材料的性能数据的积累，建立好数据库，同时稳定工艺、稳定性能，给用户提供合适的材料用在合适的地方的基础和条件。政府与行业主管部门在促进汽车材料研发和市场发展方面目前主要是围绕国产自主品牌轻量化、安全等性能提升的需求，在相应的材料、工艺技术、检测评价技术，制定相关标准法规以及数据库的建设等共性基础方面进行立项，提供资金支持，采用政府主导，产、学、研、用相结合的模式，突出应用研究。编后：目前关于汽车轻量化的技术路径主要包括设计、材料与成形工艺技术。关于三者的关系的典型观点是“设计是龙头，材料是基础，工艺是桥梁”。然而工程实践中，在现有设计技术难有重大得突破之时，新材料的应用往往成为轻量化的首选方案，因此这也为轻量化材料技术迎来了更广阔的市场广阔，希望产业链上下游应以此为契机积极寻求合作与发展的新机遇。政府及行业主管部门应在促进汽车材料研发和市场推广发展等方面给予必要地引导与支持。马鸣图教授简介男，1942年2月出生，1964年毕业于上海交通大学，1985年于北京钢铁研究总院获博士学位，研究员级高级工程师，任重庆汽车研究所副总工程师，技术委员会常务副主任，同时兼任中国汽车工程学会材料学会副理事长、中国机械工程学会材料学会副理事长、中国复合材料学会理事和荣誉理事、重庆材料学会常务副理事长、重庆市政府科技顾问团成员、中国汽车工业科技进步奖评委、重庆市人大代表和人大常委会法制委员、重庆市市政府参事室参事、多种科技期刊编委、国际热冲压成形会议主席、多个国际会议组委会及顾问委员会成员、一些单位的国家重点实验室学术委员会成员。中国汽车轻量化联盟专家委员会委员和顾问。在双相钢的研究中取得许多重要成果。在发表了大量研究论文的基础上，撰写并出版了世界上首部双相钢方面的学术专著《双相钢物理和力学冶金》，被誉为该领域的经典著作，并于2009年修订再版（冶金工业出版社）。在金属合金及双相钢的Bauschinger效应的研究中，采用力学和磁物理参量（矫顽力）相结合的研究方法，取得了具有开拓意义的进展和成果。并和日本茨城大学著名教授Y.Tomoto联合撰写出版了学术专著《金属合金中的Bauschinger效应及其在工业生产中的应用》，为该研究领域的首部学术专著。在新型弹簧钢的开发研究中，开发了一系列的新的高强韧性弹簧钢，同时在松弛抗力的测试方法研究中具有独创性，提出了物理意义明确的表征参量及简单可行的测试方法。在低合金高强度钢（HSLA）研究中也取得一些重大进展，并和雍岐龙等出版了专著：《微合金钢——物理和力学冶金》，成为该领域内一部经典著作之一，为我国微合金钢的开发和应用奠定了基础和发挥了重要作用。1996年提出发展燃气；1998年初承担部和重庆市科委攻关项目“CNG钢瓶可靠性研究”以及国家科技部863项目的“钢内衬复合材料气瓶的开发和应用研究”，取得重要进展，获中国汽车工业科技进步一等奖。近年来，承担并完成了省部级以及国家科技部科技攻关项目、国家973项目、国家863项目和自然科学基金项目多项；“十一五”期间承担有国家支撑计划一项，国家863项目1项，国家863重点项目1项，以及国家科技部国际合作1项，均取得较大进展并完成验收，在汽车轻量化的材料和相关成形技术研究中，特别是在热冲压成形的相关技术研究中取得很多重要进展和成果，在国内外该领域产生了较大的影响。迄今为止，已在《科学通报》、《物理学报》、《金属学报》、《Transs.SI