4.8.2 轻质新材料
轻质材料可分为轻密度材料和结构轻质材料两类。
1.轻密度材料
（1）铝合金
密度小于4.5g/cm3的金属一般被认为是轻金属（低密度材料）。铝的密度为2.6984g/cm3，是钢的1/3。纯铝软，强度低，但铝合金的比强度（抗拉强度/密度）和比弹性模量（弹性模量/密度）与高强度钢相当。铝具有良好的延展性、铸造性、耐蚀性和易回收性。铝在地球中的含量仅次于氧和硅，2011年全球铝土储量290亿t[178]。无论从性能还是从资源的储量来看，铝在某些条件下，都是钢理想的替代材料。
铝合金在汽车上的应用以铸件为主，约占汽车用铝的80%，以共晶和亚共晶铝硅合金为主，主要用于制造缸、壳类零件，已大量用于轿车发动机缸体和缸盖、飞轮壳、离合器壳、车轮、保险杠、发动机支架等几十种零件。重型汽车发动机的飞轮壳和进气歧管，以及发动机悬置支架、变速器的箱体和箱盖、车轮、气阀阀体、散热器水室、中冷器气室、散热片、制动气室、离合器助力缸、防滑板等用铝制已成风气或正成风气。
变形铝合金分为不可热处理强化铝合金和可热处理强化铝合金，后者合金元素含量高，可通过热处理显著提高力学性能。变形铝合金在乘用车和轻型车车身构件上得到广泛的应用，如发动机罩、提升式后门、前翼子板、车厢、保险杠、车轮，甚至出现了全铝车身。重型汽车油箱、发动机储油池的变形铝合金化也成趋势。用变形铝合金型材制造厢式货车车厢方兴未艾，将成为变形铝合金大宗用于汽车的途径。
耐热铝合金、快速凝固铝合金、泡沫铝合金、铝基复合材料等新型材料的研发和应用将改变汽车的质量利用系数、防蚀性和缓冲性能。
（2）镁合金
镁的密度为1.74g/cm3，是最轻的工业金属。镁合金的比强度与钢相当，减震系数是钢的三倍多。镁是活性金属，在工业中的应用须作表面防蚀处理。2011年全球探明的菱镁矿储量25亿t[179]。(https://www.daowen.com)
轻量化启动了镁合金在汽车上的应用，虽然目前汽车上镁合金的用量还不大，但镁合金的高比强度令一些人对它的应用前景看好。目前用镁合金制造的零件主要有仪表板骨架、座椅骨架、转向盘骨架、进气歧管，以及罩盖类、支架类零件。目前的应用主要以铸造镁合金为主，已经用于离合器壳、变速器箱体、发动机缸体和缸盖等重要的负载零件。用镁合金制造的车轮不仅可减轻重量，还可以减小地面激励的振动。变形镁合金主要用在车身外板、车门窗框、座椅框架、车身框架等。针对镁的活性和抗拉强度低的缺点，开发了耐蚀镁合金、阻燃镁合金、抗蠕变镁合金、高强度高韧性镁合金。
（3）塑料
塑料因其轻质、耐蚀、易改性、易成形而在汽车上广泛应用。汽车用量最大的七种塑料分别是：聚丙烯（PP）、聚氨酯（PUR）、聚氯乙烯（PVC）、热固性复合材料、工程塑料（ABS，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）、尼龙（PA）和聚乙烯（PE）[180]。塑料最初用于汽车仪表板、副仪表板、杂物箱、车内护板等内饰零件和外部装饰件，随着塑料改性，逐渐扩散到保险杠、扰流板、导流罩、轮罩、挡泥板、车身外板、油箱、液罐、散热器水室、膨胀水箱、空滤器壳、风扇、发动机进气管等车身外装零件和底盘零件。
塑料今后发展的大方向应该是开发高性能的树脂材料、复合增强塑料、塑料合金等高性能材料，以及开发塑料的再生技术。以植物为原料生产塑料也是研发的一个方向。
塑料的特殊性能让业内寄以厚望，也襄助探索者想象成真。20世纪80年代后期，几家公司合作研发了一款福特2.3L塑料发动机。这款发动机的缸体、连杆、活塞裙等用托朗（Torlon，聚酰胺—酰亚胺的商品名）热性树脂制造，质量（mass）只有可比传统机型的1/3强，但发动机未装车。2013年，加拿大人吉姆·科尔（Jim Kor）和他的团队用塑料3D打印熔化沉积成形（FDM）制成一辆实用的三轮汽车Urbee2，打开了设计与制造的自由新天地。
高强度和轻密度材料相对低碳钢的减重效果如后：高强度钢：15%～25%；玻璃纤维复合材料：25%～35%；铝：40%～50%；镁：55%～60%；碳纤维复合材料：55%～60%[181]。
2.结构轻质材料
低密度轻质材料在汽车上的应用在21世纪取得长足进展的同时，结构轻质材料也开始由航空转向汽车。大自然为人类示范了许多精益用材的结构，如蜂巢、骨骼、树干、珊瑚等，材料科学通过向大自然学习，创造了结构轻质材料——蜂窝结构材料和泡沫结构材料（通称“胞状结构材料”）。这类材料不仅可提高多项单位密度机械性能，隔振、隔音、隔热能力均优于致密材料，还具有优异的吸收冲击能量的能力。目前已实现蜂窝铝合金、蜂窝玻璃、蜂窝复合材料、钢泡沫铝合金等的商业化生产。这类材料已被用于轿车的关键部位，如车架前部、保险杠内衬、侧梁、A柱、B柱、车顶纵梁等。结构轻质材料在汽车上的应用还只是开端，随着成本下降和人们的节能意识和安全意识的增强，结构轻质材料将会在汽车上大有作为。