圍繞汽車所產生的環境變化，其嚴重程度在逐年增加，例如，以cop3為起端的對提高汽車燃油經濟性的要求，各個汽車廠家，從提高碰撞安全性、提高運動效能這兩個方面考慮，正在積極地採取適合汽車輕量化的對策。構成汽車構造部件的材料，在原來是以鋼鐵材料為中心所構成的，但是，近年來，由以鋁、鎂為代表的輕量金屬所構成的比率正在逐年遞增。輕金屬的採用，對於汽車的輕量化以及提高運動效能的幫助很大，但是，相反的製造成本比鋼鐵材料高，因此，在現階段，它僅僅限於用在高階別的車上。
在此，對在輕量化材料中所具有代表性的鋁、鎂材料的現狀和所存在的課題進行說明，同時，對有助於可以最廉價製造並且可以有助於輕量化的超強度材料的開發現狀進行記述。再有，對有關面向輕量化材料與鋼鐵材料的復合構造體（混合構造）量產的結合技術的課題進行一下介紹。
在現在，作為汽車的非鐵輕量化材料而最多使用的鋁材料，它在汽車整體質量中所佔的比例為6%~8%左右（圖1），在質量方面，推測為120kg/輛（1）。鋁材料的採用在全世界今後也是呈現出增加的趨勢。在2023年以前，鋁製部件還僅僅限於用在活塞、進氣岐管、缸蓋、變速器等，但是，在近年來，它已經擴大採用到了車身骨架部件、懸架部件、發動機缸體等輕量化效果較大的大型部件上了。
再有，在外板部件上的採用也具有特徵性，它也被採用到了發動機罩蓋、翼子板、後車門等。所使用的鋁部件可分為鑄造材料、鍛造材料、薄板、擠壓材料，但是，主體依然是鑄造材料。（2）。
圖1 構成汽車材料的比率變化
圖2 鋁材料的機械特性事例
鋁材料作為輕量化材料所具有較大效果的很大理由在於，它與鋼鐵材料相比，比重為1/3，拉伸彈性模量1/3。正因為如此，它作為輕的材料而被用於發動機等的鑄造部件上，但是，它即使是作為板材部件，從等價面剛性的的觀點（e x f3）出發，鋁以鐵的1.4倍板厚就可以確保板材的剛性。
根據這樣的特性考慮才是用於鋁外板上的理由。圖2上所表示的是鋁材料的抗拉強度和斷裂抗拉特性（3）。與同一強度水平的鋼鐵材料相比較的話，其成形性較低，因此，需要考慮到對板材部件那樣造型設計師所要求部位的成形問題。
另外，從經濟產業省的機械統計年報所統計出的用於汽車的生鐵鑄造製件、鋁鑄造製件以及鋁壓鑄製件的公斤單位來看，針對生鐵鑄造製件的單位170日元相比，鋁壓鑄製件為680日元、鋁鑄造製件為530日元，由此推測為是從生鐵鑄造製件的3倍多到接近4倍（4）。因此可以考慮為，由於它比鐵的成本高所以所使用的部位受到了限制。
從再生利用性的方面來考慮，可以例舉出以下課題。
在汽車報廢時所發生的碎片，在能夠被分別出合金系列的條件下是可以再生利用的，但是，它一般都是以與板材料、擠壓材料、鑄造材料不同的種類材料混合的形式而形成的碎片。因此，這些碎片作為低品位的混合碎片，為了再生利用完全發揮出其再生迴圈利用的優點，在現階段條件下是不可能的。因此，為了有效地使用高階的鋁材料，要建築起來能夠確實進行廢車時的碎片區分的再迴圈利用系統，這一點是必不可缺的。
鎂材料的比重與鐵相比，約為1/4，比鋁還輕，因此，作為輕量化材料而倍受矚目。一般來說，鎂材料被作為膝上型電腦等資訊電子儀器的外殼材料而使用，不斷地成為了我們身邊所常見的材料。日本的鎂塊是100%的進口，2023年度的進口量是38 000t。
其用途主要是作為飲料鋁罐的新增劑來使用，它佔總體的50%（5）。其它用於手機、膝上型電腦、汽車、二輪車部件，特別是在汽車、二輪車的部件上所佔的比例，為14%左右（約4 000t）。
在歐美的鎂合金需求發展，主要目的在於車身輕量化的要求，它是發展的原動力，例如big3協助，推進鎂合金的採用，以將大型儀表板作為整體化的擠壓製造法來進行製造，並且積極地研究引進到支架、氣缸蓋中等。另外，在歐洲，除了框架類之外，也開始採用在車門內部構造當中了。在日本國內，沒有像歐洲那樣的採用在大型部件當中去的原因可以說是，作為廉價的輕量化對策，主要的是積極地推進鋼鐵材料的開發。
鎂的特性是比重比鋁還要低（鋁的2/3，鐵的1/4），在實用金屬當中可以說是最輕的材料。另外，針對梁結構的同一撓曲量的等價產品設計的情況下（），針對輕量化的效果，根據鎂合金的輕量化效果，針對鐵來說為53%，針對鋁合金來說為20%（6）。一般來說，鎂合金的延伸特性比鋁合金更小，具有塑性加工性不良的傾向，主要的加工方法與鋁合金同樣，壓力機鍛造、搖溶鑄型那樣的鑄造件占有大多數，溫熱成形代表的沖壓成形方法為最近開始採用的加工方法。
作為再生迴圈利用性，將鎂合金再溶解是可以進行再生迴圈利用的。特別是再生利用時，由於可以將消耗的能源控制在製造新鎂錠時的4%左右（7），因此，一旦確立了再生迴圈利用系統之後，它將會成為非常出色的生態材料。從lca的觀點來看，也可以說是十分出色的材料。
但是，由於由鐵、銅那樣不純淨物所造成的腐蝕性惡化顯著，因此，需要進行碎片當中鐵、銅等的完全分離。在汽車部件等當中，由於根據用途、部位的不同，所使用的合金也不同，因此，不純淨物元素的管理也是十分困難的。另外，必要的化學生成膜處理件的處理、去除塗層等的處理也是十分麻煩，因此，在現階段條件下還沒有確立再迴圈利用系統。
鎂合金的成本為400日元/kg以上，可以說是現在鋁的約1.7倍（7）（8）。為了成為比鋁更加輕量化的目標材料，需要將其成本降低到1.
2~1.4倍。因此，就不是由鋁部件單純地只是進行材料的改變，而是應該進行部件個數、組裝工時的削減等，這些附加效果的作用就變得更加重要了。
以上就有關作為輕量化金屬材料而倍受矚目、採用的鋁合金、鎂合金的現狀及特性進行了概要的敘述。概括來說的話，作為輕量化效果，可以說比鋼鐵材料要大，但是，製造成本高，其結果是再生迴圈利用性是十分重要的，其條件不能確立等的課題很多。
在現階段條件下，作為最廉價的輕量化材料是以鋼鐵材料的高強度材料，在下一章就其開發動向進行一下介紹。
構成汽車車身的材料，主要是薄鋼板，為了適合車身輕量化的必要性，鋼板的高強度化得到了大力地推廣。在車身薄鋼板當中，採用了冷軋鋼板、合金化熔融鍍鋅鋼板以及熱軋鋼板，但是，由於是根據沖壓加工而進行部件成形的，因此，主要是以提高加工性為主要目的來推進開發起來的。2023年代的車身用鋼板的抗拉強度水平曾經為440mpa級高強度鋼板，但是，進入2023年，出於提高碰撞特性上的考慮，開始廣泛地採用了590mpa級鋼板。
另外，在近年來，也開始適當地採用了780、980mpa級鋼板，在本章對在近年來所開發的高強度鋼板的形式與特徵進行一下概要地說明。
圖3表示的是，作為在現在汽車用部件當中所使用的高強度冷軋鋼板的形式與沖壓成形性指標的延伸率、擴孔率以及γ值的比較。到440mpa級，主要是根據新增si、mn以及p等固溶強化型元素來進行強化的，但是，為了獲得超過590mpa的強度的話，要是只用固溶強化的話就顯得不足了，這時候就利用了以細微炭化物進行分散強化的析出強化和以馬氏體、貝氏體等**硬質第二相進型強化的**組織強化等。在590以及780mpa級高強度冷軋鋼板中，為新增了nb、ti等，（dual phase）被廣泛地採用了。
如圖3所示，析出強化型鋼板在同一強度水平當中，與其它形式的鋼板相比較，屈服強度高，這是它的特徵。
圖3 高強度冷軋鋼板的抗拉強度與加工性的關係
（o：熱軋nano高強度）
相反，dp鋼板延伸率高，但是，屈服強度低，這是它的特徵。鋼板的屈服強度低，但是，在加工硬化特性上出色，根據烘乾塗裝時的時效硬化特性（bh性），加工部件的屈服強度變高。另外，在沖壓成形時的應變傳播特性出色，適用於嚴格的外伸加工和拉深加工。
trip型鋼板與析出強化鋼板和dp鋼板相比，c量高，它是在鋼板製造階段進行了奧氏體等溫淬火處理，使其生成貝氏體和殘留奧氏體了的鋼板，它的特徵是表示出了顯示明顯利用了塑性誘發**了的加工硬化特性的高延伸率（9），它已經在590以及780mpa級上實現了實用化。
在超過980mpa級的超高強度鋼板上，推進了提高在dp鋼板的延伸性的材料開發，如圖3所示，在980mpa級，el顯示到18%那樣，從原來的由滾壓加工和彎曲加工的保險槓輔助加強材料等，根據伴隨外伸、拉深成形的沖壓成形，已經擴大適用到了車門柱、門框輔助加強材料等白車身用部件上了。但是，在確保鋼板加工性上，只是針對延伸採取措施，有時也會出現成形不足的不良現象。這就是在對被稱之為延伸凸緣破裂的沖壓成形時的凸緣端麵進行拉伸加工所產生的破裂，這就是復合組織形式的高強度鋼板沒有對el採取相應措施的不良現象。
延伸凸緣成形性，一般是根據利用了衝料孔加工了的孔的擴孔試驗來進行評價的，如圖3所示，780mpa級，析出強化鋼板、dp鋼板以及trip鋼板，擴孔率都是明顯地下降了，對嚴格的延伸凸緣成形部件是不充分的。
近年來，在dp鋼板上進行了延伸凸緣成形性的改善，開發了延伸性和延伸凸緣成形性出色的780、980mpa級別的鋼板（10）。在降低馬氏體硬度的同時增加體積率，一邊維持住強度，一邊縮小母相鐵素體與馬氏體之間的強度差。由此，控制在衝料時的端麵延伸性的惡化，提高延伸凸緣成形性，如圖3所示，可以與590mpa級鋼板相匹敵。
另外，980mpa級馬氏體單相系列鋼板，不存在異相介面，嚴格的區域性變形能出色，可以根據原來僅限於適用軟鋼和al等的tox卷邊部件裝配，並且達到了實用化水平（11）。
圖4 涉及到超高強度冷軋鋼板的彎曲特性
和耐延遲破壞特性強度與c當量的關係
在超過1180mpa級的超高強度鋼板當中，馬氏體單相系列鋼板為主體，不適合用於需要高延伸性的外伸成形和拉伸成形，但是，卻有適用於緩衝梁那樣碰撞安全部件中以彎曲加工主體的成形事例。如果是這樣的強度水平，控制在部件成形後的殘留應力造成的延遲破壞就成為了課題。圖4表示的是涉及在超高強度鋼板的彎曲加工性和u彎曲束縛狀態下的0.
1n鹽酸水溶液中浸泡時破壞時間的鋼板炭素當量ceq.的影響（12）。成形後的延遲破壞成為問題的強度水平是1200mpa以上。
但是，使得鋼中ceq.的適當化，在鋼板的連續退火階段，採用水冷、氣水冷等急速冷卻技術，在耐延遲破壞特性上表現出色的超高強度鋼板已經開發到了1470級別，並且達到了實用化的階段。另外，近年來，將毛坯加熱到奧氏體領域後，在模具冷卻時淬火，將延伸強度提公升到1500mpa左右的熱沖壓技術也已經開始進入了實用化的階段（13）。
它的特徵就是，作為部件的屈服強度高達約1200mpa左右，。但是，對模具接觸時間長的拉伸成形形成了制約，它對於複雜形狀部件的運用存在著很多的課題。但是，無論任何手法，部件階段的金屬組織都是延伸性較低的馬氏體單相，在擴大應用到碰撞變形部件上，存在著需要改善延伸性的這一課題。
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