提高汽車用鋼的比強度（強度與密度之比）可以實現汽車輕量化。目前主要途徑是使用高強鋼和先進高強鋼，先進高強鋼從第一代發展至第三代，在提高強度的同時，使材料具有良好的強度和延展性匹配以及合理的成本。提高鋼板比強度的另一途徑是在維持良好力學性能的基礎上，降低鋼板材料的密度。輕質鋼（又稱低密度鋼）的開發正是基于后一觀念。

Al元素在輕質鋼中的作用

Al降低鋼的密度。固溶Al原子會引起Fe基體點陣擴張，添加合金元素Al降低鋼的平均摩爾質量和增加鋼的摩爾體積，從而降低鋼的密度。室溫下，Al在純Fe中有較高固溶度（約9%）；在C和Mn等其他元素存在時，其固溶度可進一步提高。因此，Al往往成為輕質鋼的主要合金元素。Fe-Al合金是最簡單的輕質鋼，多數情況下Al與C和Mn等合金元素一起構成復雜多相的輕質鋼種。一般地，添加1%的Al使鋼的密度降低略大于1.1%。

Al對鋼中相組成的影響及輕質鋼的分類。Al是鐵素體強穩定化元素。Fe-Al二元合金中，當Al含量大于1%時，由液相凝固形成的鐵素體在后續溫降或熱加工過程中不發生δ鐵素體→γ奧氏體→α鐵素體相變反應，合金在固態時基體組織均為鐵素體（無序BCC結構，即A2結構）。隨Al含量增加，鐵素體會發生點陣有序轉變，生成Fe3Al相（DO3結構）和FeAl相（有序BCC結構，即B2結構），合金的塑性顯著降低。

按合金成分和室溫下基體主要組成相，將輕質鋼大致分為以下四類：（1）單一鐵素體鋼。此類鋼種為Fe-Al固溶體合金，其主要成分為Fe-(2~9)Al，組織為單相鐵素體（文中合金元素含量無特殊說明均以質量分數計量）。通常地，該鋼種可添加適量Mn元素，并且用微量Ti和Nb等強碳、氮化物形成元素來固定鋼中間隙原子以形成無間隙原子鋼。（2）鐵素體鋼。此類鋼種的大致成分為Fe-(2~7)Al-(0~9)Mn-(0~0.4)C，其熱軋組織多為（δ+α）鐵素體和碳化物的混合物，其中δ鐵素體在熱加工和熱處理過程中始終存在。冷軋鐵素體鋼經TRIP或Q-P工藝熱處理后可獲得適量殘余奧氏體，這些殘余奧氏體在形變時被誘發馬氏體相變，從而顯著提高鋼板的強塑積。通常所說的鐵素體輕質鋼多數為δ-TRIP鋼。（3）鐵素體—奧氏體雙相鋼。此類鋼種的大致成分為Fe-(3~13)Al-(5~30)Mn-(0.2~1.0)C，其主要組織構成為鐵素體和奧氏體兩相，且奧氏體在加工和后續形變過程中保持組織穩定性。（4）奧氏體鋼。此類鋼種的大致成分為Fe-(7~12)Al-(20~30)Mn-(0.5~1.5)C，其主要組織為奧氏體，還可能含有少量鐵素體和κ碳化物。同樣地，奧氏體在加工和后續形變過程中保持組織穩定性。

Al對碳化物形成的影響。富含Al輕質鋼中碳化物形成途徑之一是通過共析反應，奧氏體分解生成α鐵素體和碳化物。增加Al和C含量削弱M3C型碳化物穩定性，促進κ碳化物形成。實際生產中，由于相變的非平衡性，當Al含量超過4%~5%時，鋼的基體中往往只存在κ碳化物而M3C型碳化物及其他碳化物被抑制。除源自共析反應外，κ碳化物也常常在富Al、Mn和C的過飽和奧氏體鋼中形成。研究發現，只有當Al和C的含量分別超過8%和0.8%時κ碳化物才能在基體析出，并且κ碳化物析出是由于過飽和固溶體調幅分解以及C和Al原子有序排列的兩個過程相伴發生的結果。當發生過時效，κ碳化物顆粒不斷粗化并最終會導致在晶界處形成塊狀κ碳化物，同時奧氏體轉變為α鐵素體或DO3相。

作為值得信賴的合作伙伴和高品質金屬合金的半成品供應商，艾荔艾擁有完善的服務體系和專業的團隊。在同客戶交易的過程中，我們力求根據不同的應用需求將我們的產品做到精益求精。針對當前和未來的市場需求，艾荔艾致力于為客戶提供最佳的金屬材料解決方案。

AILIAI has been a reliable partner and supplier of sophisticated and high-quality semi-finished products maed of alloys. In dialogue with our customers, we optimise our products to meet the specific application requirements. AILIAI develops the best alloy material solutions for current and future challenges.

獲取更多我們供應的合金和服務信息，請致電086-021-67660801或發電子郵件kefu@ailiaigroup.com聯系我們，您也可以通過微博，微信，領英，XING，臉書和推特與我們互動。

For more information on the alloys and services that we supply,?call us?at 086-021-67660801 or email us at kefu@ailiaigroup.com. You can also get in touch on social media, we are constantly active on?Weibo,?Weixin,?LinkedIn,?XING,?Facebook?and?Twitter.