从20世纪初第一辆汽车下线以来，车身结构中最为常用的材料就是钢材。在20世纪90年代之前，钢材的主导地位持续了近一个世纪，直到近年来才受到了铝、镁甚至塑料等低密度材料的挑战，这些新型材料已经用于整个车身结构或特定的独立部件。低密度材料的兴起，促使钢铁工业加快开发新钢种，可以使得车身结构更为轻量化，性能更优越，性价比更高。这些新车身结构被证实安全性更高。

将几十年前生产的汽车与今天的汽车进行比较，差别显而易见，现代汽车的优点概括为轻量化、经久耐用、环境友好型等几大特质。虽然现代汽车的发展道路并不平坦，但钢铁和汽车制造商之间的密切合作已经取得了重大成果，而且还在持续改进完善之中。

汽车制造的轻量化要求

保护乘客安全是当今汽车发展的关键性问题。除了这种保护以外，还需要保持车身的重量最轻。为此，特别采用了兼具高强度和韧性的原材料，从而实现轻量化和灵活设计的效果。

由于热成形钢（PHS）具有突出的性能，因此，可以作为现代汽车车身碰撞结构的支柱。在汽车生产中，制造商迫切需要安全而轻量化的材料，因而钼元素已经发挥着越来越重要的作用。

钼对汽车安全性和燃油效率的贡献

为了达到当今的汽车安全性标准，业内已经经历了漫长而曲折的发展过程。在热冲压成形技术的开发和应用过程中，改进的关注点就是燃油效率。然而在近几年，关注点已经发生了变化，而且对材料的改进已经显得愈发重要。

作为最初的热成形钢，22MnB5并不是作为汽车车身用钢而开发的。不过，该钢种的抗拉强度可达1500MPa，而对汽车而言，耐碰撞性与“韧性”这一性能指标密切相关。韧性越高，在发生碰撞时就可以吸收更多的能量。

瑞典汽车制造商萨博（Saab）在车型9000上采用了首个热成形钢部件，从而加固了门板。不过，与传统冲压工艺相比，热成形相关设备更为复杂、成本高昂，而且效率不高，因而进展缓慢。

不过，到2004年热成形工艺取得了重大突破。德国大众汽车公司在工艺效率上取得了显著提升，而且在大容量的流行车型帕萨特上采用了七种热成形钢部件，热成形技术也随之快速发展。截至目前，几乎所有的汽车都含有热成形钢部件。

2014年，瑞典沃尔沃汽车在第二代XC90车型上再次把热成形这一技术发挥到了前所未有的水平。车身结构近40%采用了热成形钢，从而打造出坚固的安全笼式车箱，有力确保了乘客安全。

随着钢材制造商将热成形钢的抗拉强度逐步向2000MPa提升，为了进一步减轻重量，强度和韧性之间的兼顾显得更加重要。国际钼协会（IMOA）实施的前期项目表明，在钢中添加钼，可以使得强度和韧性均得到显著改善。在钢材显微组织中，钼发挥了“胶水”的作用，在极限载荷的状态下，依旧可以使得各组织更为紧密，而且可以减小氢的不良影响，通过限制氢在材料内部的移动性，从而减少“氢脆”现象的发生。

归功于新开发的热成形技术，钼得到了更为有效的利用。首个商业化应用的、2000MPa级热成形钢中，钼含量为0.15%-0.20%。而新近开发的1500MPa级热成形钢正用于重型卡车的厚壁部件。钼的添加可以显著提升钢材的淬透性，从而改善厚壁的硬化效果。

钼对环境保护的贡献

道路汽车的运输会加剧全球能源消耗和温室气体排放。随着全球道路汽车的不断增多，环保法规会对能源消耗和温室气体排放限制更为严格。

自2015年以来，由于新登记轿车的二氧化碳平均排放超过了130g/km，欧盟汽车制造厂商已经受到了处罚。而且，根据欧盟规定，自2021年起所有新登记轿车的二氧化碳平均排放量需低于95g/km。

减轻车身重量是降低燃油消耗的途径之一，而且随着排放限值不断下调，这一点已经是当务之急。现场试验证实，汽车每减重100kg，百公里油耗可以节省0.1-0.5L，这相当于每公里减排二氧化碳8-12g。

因此，作为实现减排目标的解决方案，业内多年来一直大力推行汽车轻量化。通过采用强度更高和/或密度更低的材料，就可以同时满足轻量化、大型化和安全性等一定程度上互相制约的需求。

当制造汽车用先进高强钢板时，钼合金化发挥着至关重要的作用。其特殊的冶金学作用可以形成一种硬质相，从而具有超高的强度。钢材基体中硬质和软质相的混合物可以同时具备理想的强度、成形性和韧性，实现轻量化的效果，节省燃油，从而减少二氧化碳排放。具体优势如下：

?轻量化意味着可以生产更少的钢材，从而节省资源、减少污染；

?钼合金钢的回收利用率更高；

?采用高强钢制造的汽车部件可以吸收更多能量，在碰撞时确保安全；

?高强钢的生命周期碳足迹优于低密度材料；

?采用高强钢制造汽车，其成本低于低密度材料；

?高强钢采用现有的、全球性的制造技术，而无需新投资和远程运输。

?轻量化汽车制动和操控性能更优越。

未来对电动汽车的需求将持续增长

在当今世界，可持续发展引起了业内广泛关注，对于电动汽车的需求还将继续增长。

为了实现轻量化效果，高强钢在电动汽车上的应用显得更加重要。为了抵消电池组的重量，热成形钢未来将应用于电池外壳，从而使电池免于受损。不过，电动汽车需要考虑的另一大问题就是提升前端抵御碰撞的能力，抵消发动机组的缺失对碰撞安全性带来的负面影响。厚规格的热成形钢或许就是一种潜在的解决方案。

钼在汽车用钢上的前景

除了改善钢材的性能以外，对于钼的添加作用还需要进一步研究。国际钼协会正致力于探讨钼的潜在作用，并通过运用专业知识开发更好的合金化解决方案。随着业内对钼的理解更加深入，无疑将有助于拓宽其应用范围。

热成形钢在汽车和卡车上的应用已经证实，钼可以显著改善传统钢种的性能，鉴于对重量更轻、更安全汽车的迫切要求，预计未来汽车用高强钢对钼的需求依旧会稳步增长。 （罗晔）