1 汽车材料变化的主要特点
　　日本汽车产业发展始终是依靠技术领先来实现的。20世纪80年代以后，日本汽车已经开始销往全世界，可靠的动力性、极强的经济性和先进的电子操纵系统带来的极其便利的使用性能使日本汽车在世界市场极具竞争力。这种变化是和汽车产业在材料应用方面的先导作用密不可分的。根据20世纪90年代以后汽车材料的应用特点，不难看出日本汽车产业发展中材料应用的主要变化。影响汽车制造的主要因素有两方面：一方面是汽车产品自身结构的设计技术，世界主要发达国家汽车制造企业都具有大规模的研发中心，汽车纯理论研究成果并不显著，相反汽车结构设计和越来越先进的电子技术的广泛应用成为汽车产业领先发展的标志；另一方面就是汽车材料技术的应用。材料技术应用的主要特点是汽车加工工艺性合理化、安全性、轻量化以及环保性。
1.1 工艺性及加工性材料
　　汽车设计技术的发展要求材料技术相应得到提高。复杂、先进的设计结构和合理有序的加工工艺性能之间存在一定的矛盾，理想的结构设计必然会给工艺制造带来一些不合理因素。随着汽车市场飞速发展，要求汽车行驶速度和安全可靠性能不断提高。提高稳定性下的汽车行驶速度必须通过提高汽车动力性能加以解决，但受汽车结构空间限制，不可能通过扩大结构、加大发动机缸数来实现其高动力性，因此解决的方法只能是不断提高材料强度和加工精度，以此来提高零部件运行性能，减少动力损耗，提高输出动力。因此，材料加工合理性成为关键。日本在提高材料加工应用性方面采取钢铁公司和汽车公司联合研制、合作开发模式。汽车制造公司一般只向钢铁公司提出产品性能要求和加工工艺要求，具体材料的化学成分及机械特性等则由双方共同确定，钢铁公司为满足汽车公司要求，主动在钢厂研究机构设立完备的汽车材料试验设备。在日本最大的钢铁制造企业——新日本钢铁株式会社技术中心及各钢铁制作所建立了比汽车制造工厂更完善的试验室，试验设备从先进的光谱金相组织分析仪、拉伸性能试验机、高温渗碳炉、锻造设备到试验用2t冶炼电炉等。新日铁公司向丰田、日产等汽车公司提供的汽车钢材在此进行各项试验，有些汽车企业所必须进行的试验项目在钢厂也代替完成。汽车用钢材主要分两大类，一类是棒线材结构钢，另一类是板材冲压成形加工材料。以下重点介绍在改进工艺性方面，日本钢厂新开发的两种新材料。
1.1.1 非调质钢
　　汽车上锻造用特殊钢（国内称为优钢）的传统生产工艺为棒钢→切断→加热→锻造→热处理→机械加工。由于特殊钢加热锻造后强度下降，锻造完成后必须进行热处理调质处理，因此也将特殊钢称为调质钢。为进行调质处理，一般锻造厂中都有一个很大的热处理车间，热处理工艺成本高，环境污染，人员需求多。日本热处理调质(QT)费用平均为250美元／t，大约占钢材成本的30％。国外由于人工成本和能源电几力成本较高，热处理费用占加工工艺总成本比例逐步提高。为提高汽车特殊钢加工工艺性能和降低成本，日本新日铁公司和丰田、日产等汽车公司合作开发了非调质钢材料。
1.1.1.1应用对象
　　日本非调质钢是相对调质钢而言，指不要进行调质处理的特殊钢。应用对象是轴类件和冷镦加工零件。主要产品为汽车前梁（前轴）、曲轴、转向节、半轴、转向臂和冷镦加工使用的螺栓、螺母汽车标准件等。
1.1.1.2主要特点
　　汽车轴类零件主要特点都是需要热锻造和冷锻加工，热锻前加热温度最高达1250℃，普通调质钢在经过加热后强度大幅降低，一般调质钢加工前的材料抗拉、强度为900-1000MPa，锻造加热到1000℃以上，锻造完成后锻件强度下降到200-300MPa，经热处理淬火处理后，一般可以达到1700~2000MPa，再经过回火处理使强度恢复到900-1000MPa的要求。淬火加回火热处理工艺称热处理调质处理。锻造厂对锻件进行热处理调质处理需要大型热处理炉，现代汽车生产规模不断扩大，对需进行热处理加工零件数量不断增多，因此热处理设备也在不断扩大。大型热处理设备需要大量电力，对环境等也产生影响，而且热处理设备必须常年运行，浪费大量能源，受能力限制往往还制约企业临时增产计划的完成。而非调质钢由于不需要热处理工艺，它的开发、应用对减少生产工艺具有重要意义。
1.1.1.3使用非调质钢数量
　　日本近80%以上汽车企业已开始采用非调质钢，绝大多数企业已完全取消了热处理工厂。2004年日本汽车特殊钢用量为319万t，其中非调质钢为204万t，占64%。采用的零部件主要以汽车结构件、保安件为主，汽车底盘、部分重要传动系统、动力系统、排气系统中主要零部件都开始使用非调质钢。

1.1.2 MZ镀膜钢板ZINKOTEMZ（P-Steel）
　　MZ镀膜钢板是日本新日铁公司专利产品，由新日铁广田和八幡制铁所制造。
1.1.2.1主要特点
　a.环保性能优良。MZ钢板几乎不含任何有害环境的元素，在汽车使用和回收中不会给环境造成污染。
　b.成本低。因加人Mg的效果，即使薄镀锌层也有良好的耐腐蚀性、冲压性和焊接性。
　c.适用于轻量化技术（薄镀锌层）。易于钢板高强度化和采用激光焊接。
1.1.2.2镀膜构造
　　MZ钢板表面经电镀处理后镀锌，镀锌层为30g/m2，镀锌层上面再附着两层膜，里层是含Mg磷酸盐处理层，外层是Mg无机膜。MZ镀膜构造主体是EG(30g/m2)+2层镀膜，其效果相当于电镀锌(EG)钢板60g/m2镀锌量。因此，MZ钢板特殊构造使其具有良好的耐腐蚀性、冲压性和焊接性。
1.1.2.3MZ钢板和普通电镀锌(EG）钢板比较
　a.耐腐性。
　　MZ钢板开孔处最大腐蚀深度为0.45mm，低于电镀锌的0.52mm。日本马自达公司应用MCTII模型方法对门板压合后开孔处进行的腐蚀试验表明，MZ钢板最大腐蚀深度为0.4mm，低于电镀锌(EG60)0.6mm水平。经外表面腐蚀试验分析，MZ钢板最大膨胀幅度为0.8mm，EG60为1.1mm，表明MZ板优于电镀锌板。
　　MZ钢板耐腐蚀性优异的主要原因是加人镁磷酸盐后的锌具有氧化还原抑制作用，锌腐蚀生成物ZnC12+4Zn(OH)2具有保护作用，同时双层镀膜还起到两重保护作用。
　b.生产性。
　　MZ钢板摩擦因数为0.075-0.125，低于EG60的0.125-0.225。摩擦因数低可保证具有良好的冲压成形性能。特别是用深冲零件冲压比较，MZ钢板的冲裂数远低于EG60，是EG60的1/10。
　　连续多点焊接试验分析表明，MZ钢板适应电流范围大，可在8.5~10.5kA，EG60仅在9.8-10.8kA.MZ钢板连续多点焊接数也优于EG60板。
　　油漆处理后钢板表面变化情况分析表明,MZ钢板在钢板外表面形成高密度微细结晶，可确保涂装性能及外观防锈性能。
　　目前，在一汽轿车公司生产的Mazcla6轿车车身外板正使用MZ镀膜钢板。其良好的冲压性能，可靠的焊接性和长久的耐腐蚀性得到好评。

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