汽车轻量化用先进高强度钢 [Automotive Lightweighting Using Advanced High-strength Steels] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 保罗·格克（Paul Geck） 编，魏巍，杨文明 译

图书标签:

• 汽车工程
• 轻量化
• 高强度钢
• 材料科学
• 汽车材料
• 结构工程
• 汽车设计
• 先进材料
• 钢材
• 汽车制造

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568239943

版次：1

商品编码：12135429

包装：精装

外文名称：Automotive Lightweighting Using Advanced High-strength Steels

开本：16开

出版时间：2017-04-01

用纸：胶版纸

页数：198

字数：1980

内容简介

　　《汽车轻量化用先进高强度钢》的目的是想阐明在汽车减重领域的新挑战，阐述替代材料在汽车中应用的真正机会，并为支持应用AHSS的汽车有效结构提供新的设计指导，同时探索这种策略下的重量节约和由此获得的燃料经济性优势。通过详尽的分析，与其他替代材料进行实际比较。
　　《汽车轻量化用先进高强度钢》通过总结笔者所参与过的多个项目来展示AHSS技术是如何发展．并将我们带到这一领域的高山脚下，而作为汽车设计人员的我们，必须在该领域内继续攀爬。

作者简介

　　保罗·格克（Paul Geck），退休前为福特汽车公司先进高强度钢技术专家组高级顾问，汽车用钢企业联盟主席。一直开展新技术开发的专业交叉工程项目研究，并为这些技术开发执行策略。曾领导了21世纪车辆材料和动力总成设计改进(IMPACT)项目。现为美国汽车工程师学会讲授先进高强度钢高级研讨会的组织者。从福特公司退休后，受聘为钢铁和汽车工业的高级顾问和先进高强度钢的技术专家。曾获得密歇根大学工程学和MBA双硕士学位，在计算机辅助工程、振动与噪声工程、钢铁技术和汽车减重等领域发表了大量论文。2006年被美国钢铁协会授予恒业领袖奖，2007年被汽车／钢铁联盟授予终身贡献奖，在2008年荣获美国汽车工程学会汽车资源研究会政府高级顾问称号。

内页插图

目录

介绍
1．1 范围
1．2 先进高强度钢的历史
1．3 钢铁技术研究

第1章 先进高强度钢技术
1．1 特性和冶金
1．2 促使先进高强度钢发展的源动力
1．3 先进高强度钢用量的增长
1．4 先进高强度钢的制备
1．5 先进高强度钢的涂装
1．6 参考文献

第2章 制约和推动先进高强度钢应用的因素
2．1 先进高强度钢的成形
2．2 先进高强度钢的焊接
2．3 先进高强度的疲劳寿命
2．4 使用高强度钢时的刚度保持
2．5 计算机辅助工程和先进高强度钢
2．6 先进高强度钢的变化性
2．7 先进高强度钢的服务和维修
2．8 参考文献

第3章 先进高强度钢的应用实例
3．1 先进高强度钢的结构使能技术
3．2 IMPACT的应用
3．3 车身结构安全应用
3．4 汽车/钢铁联合会的车门应用
3．5 参考文献

第4章 先进高强度钢与替代材料的比较
4．1 材料比较概述
4．2 结构力学初步
4．3 基本理论的推广
4．4 先进高强度钢与铝的最新比较
4．5 先进高强度钢和替代材料的相对成本计算
4．6 参考文献

第5章 先进高强度钢的未来发展方向
5．1 压淬钢的应用
5．2 第二代先进高强度钢
5．3 第三代先进高强度钢
5．4 先进高强度钢的最终重量优势
5．5 参考文献

第6章 结论和建议

专业术语
作者简介

前言/序言

　　整个这一时期，直到笔者2006年年底退休之前，汽车工业的许多材料工程师仍然相信铝是未来汽车用材料，仍然认为铝的减重潜力可达45%。尽管这与所有的钢铁研究结论相反。为此，笔者从那时起在AHSS的汽车工程师协会教授了一个研讨会，通过使用不同的替代材料，来展示汽车真正减轻多少重量这些真实的技术案例。但笔者相信自己所教授的课程几乎不会打动替代材料的工程师和钢铁工程师。可以证实这一点的是，在本书撰写之前（2013年）AHSS只占钢材使用量的10%以下。然而，在监管方面，汽车工业正面临着它曾面临过的巨大障碍。现在环保局（Environmental Protection Agency，EPA）要求，通过一个非常积极的燃料经济性逐步实现计划，到2025年所有汽车的平均能耗实现54。5MPG（=23.17km/L，MPC表示英里／加仑）。为了达到这一要求，整个汽车工业正非常看重以铝为代表的替代材料，并正加速AHSS的应用。
　　笔者撰写本书的目的是想阐明在汽车减重领域的最新挑战，阐述替代材料在汽车中应用的真正机会，并为支持应用AHSS的汽车有效结构提供最新的设计指导，同时探索这种策略下的重量节约和由此获得的燃料经济性优势。通过详尽的分析，与其他替代材料进行实际比较。通过总结笔者所参与过的多个项目来展示AHSS技术是如何发展，并将我们带到这一领域的高山脚下，而作为汽车设计人员的我们，必须在该领域内继续攀爬。

金属的蜕变：重塑车辆未来 在追求极致性能、燃油经济性以及环境可持续性的今天，汽车工业正经历着一场深刻的变革。在这场变革的核心，隐藏着材料科学的精妙与工程创新的力量。我们关注的焦点，并非那些炫目的空气动力学设计，也不是轰鸣的引擎轰鸣，而是支撑起这一切的坚实基石——汽车的车身结构，以及如何让它在保持甚至超越原有强度的同时，变得更加轻盈。 想象一下，一辆汽车的重量，每减轻一公斤，所带来的连锁反应是多么巨大。它意味着更少的燃油消耗，降低的二氧化碳排放，更迅捷的加速响应，以及更灵巧的操控体验。然而，轻量化并非简单的“减负”，它是一项精密而复杂的系统工程，尤其是在对安全性和耐用性有着严苛要求的汽车领域。过度的减重，可能会牺牲车身的结构完整性，影响碰撞时的溃缩性能，甚至威胁驾驶者的生命安全。 那么，如何在轻量化的挑战中找到突破口？答案就蕴藏在我们对金属材料的深刻理解和大胆创新之中。长期以来，钢材一直是汽车制造的主力军，以其优异的强度、韧性、可加工性和成本效益，赢得了汽车制造商的青睐。然而，传统的钢材在重量和强度之间存在着固有的权衡。想要更轻，强度往往会受到影响；想要更强，重量则会不可避免地增加。 突破这一瓶颈的，正是先进高强度钢 (Advanced High-strength Steels, AHSS)的出现。这并非一种单一的材料，而是一个庞大的家族，它们通过精密的合金化设计、热处理工艺和微观组织控制，实现了前所未有的性能组合。与传统高强度钢相比，AHSS在保持甚至显著提升屈服强度和抗拉强度的同时，其密度却并未随之大幅增加。这意味着，使用AHSS制造的车身部件，可以在不牺牲结构刚性和碰撞安全性的前提下，实现显著的减重。 AHSS家族的成员众多，它们各自拥有独特的“性格”和适用场景。例如，双相钢 (Dual Phase Steels, DP)，通过在微观层面混合铁素体和马氏体两种相，实现了高屈服强度和优异的塑性，使其成为制造碰撞吸能区域的理想选择。马氏体钢 (Martensitic Steels, MS)，以其超高的强度著称，适用于需要承受巨大载荷的关键结构件。相变诱导塑性钢 (Transformation-Induced Plasticity Steels, TRIP)，则通过特殊的相变机制，在变形过程中能够诱导出塑性，赋予了车身结构在碰撞时更强的能量吸收能力。而多相钢 (Complex Phase Steels, CP)，则以其更复杂的微观组织，提供了强度和塑性的精妙平衡。 AHSS的应用，绝非仅仅是将传统钢材简单替换。它需要汽车工程师们对材料的性能有深入的理解，并将其与整车的设计理念、制造工艺紧密结合。这涉及到对零部件形状的优化，对焊接、成型等工艺的创新，以及对CAE（计算机辅助工程）分析的精细运用，以确保轻量化带来的性能提升能够充分显现，同时又不引入新的风险。 AHSS的发展，也为汽车设计带来了新的可能性。工程师们可以利用其优异的性能，重新设计车身结构，优化碰撞能量的传递路径，从而在提升安全性的同时，实现更精巧的结构布局。例如，A柱、B柱等关键承力结构，可以通过使用AHSS来减薄截面，从而拓宽驾驶员的视野，提升车辆的整体美观度。 当然，AHSS的广泛应用也伴随着挑战。其加工工艺相对复杂，对设备的要求也更高。如何在大规模生产中保证材料性能的稳定性和一致性，如何有效控制成本，是行业需要持续攻克的课题。同时，随着新能源汽车的兴起，对电池包的保护以及车辆整体重量的进一步控制，对AHSS提出了更高的要求。 金属的蜕变，正在以前所未有的速度重塑着汽车的未来。AHSS不仅仅是材料科学的进步，更是驱动汽车工业向更高效、更环保、更安全方向发展的强大引擎。它们是工程师手中精密的工具，是突破技术壁垒的钥匙，也是通往可持续出行时代的坚实基石。通过对这些先进材料的深刻洞察和巧妙运用，我们得以窥见，一辆辆更轻、更强、更智能的汽车，正从实验室走向现实，引领着交通工具的下一次伟大飞跃。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，如同一道曙光，照亮了我对汽车未来发展方向的思考。我一直认为，汽车行业正处于一个深刻的变革时期，而“轻量化”无疑是这场变革中最核心的主题之一。在保障汽车安全性和操控性的前提下，如何有效地减轻车身重量，从而提高燃油经济性、降低排放，是所有汽车制造商都在积极探索的课题。而“先进高强度钢”的出现，正是解决这一难题的关键所在。《汽车轻量化用先进高强度钢》这个书名，准确地传达了本书所关注的核心技术，这让我对接下来的内容充满了期待。我希望这本书能够深入浅出地解释，究竟是什么样的“先进”工艺和成分，让这些新型钢材能够同时具备“高强度”和“轻量化”的特性。它是否会从材料的微观结构入手，分析其晶粒细化、相组成调控等关键技术？我期待书中能够详细介绍不同类型的先进高强度钢，如多相钢（TRIP钢）、双相钢（DP钢）、马氏体钢（MS钢）等，并对它们的性能特点、适用范围进行详细的阐述。我希望能从中学习到，在不同的汽车设计场景下，应该如何选择最合适的先进高强度钢。此外，我也对这些材料在实际汽车生产中的应用非常感兴趣。书中是否会包含一些具体的工程案例，展示这些新型钢材是如何被应用于车身结构、底盘、甚至碰撞吸能部件的？我希望能够从中了解，先进高强度钢的引入，是如何在提高汽车安全性的同时，实现车身整体重量的显著下降。

评分☆☆☆☆☆

我一直对汽车制造背后的技术细节充满着浓厚的兴趣，而“先进高强度钢”这个术语，在我看来，就代表着一种对传统材料的突破和创新。在我的印象中，钢材是坚固但沉重的代名词，而汽车轻量化则是提高能效、降低排放的关键。将这两个看似有些矛盾的概念结合在一起，我迫切地想要了解其中的科学原理和工程实践。《汽车轻量化用先进高强度钢》这个书名，准确地捕捉到了我内心的求知欲。我希望这本书能够为我揭示，这些“先进”的高强度钢究竟是如何实现“轻量化”的。是它们的化学成分有什么特殊之处？还是它们的内部微观结构发生了根本性的改变？这本书会不会深入地探讨这些材料的冶金学原理，比如固溶强化、沉淀强化、位错强化等机制，以及它们是如何通过工艺控制来达到的？我特别关注的是，这些先进高强度钢在汽车结构中的具体应用。除了传统意义上的车身覆盖件，它们是否也在底盘、悬架、甚至发动机支架等关键承载部位有所应用？书中会不会提供详细的结构设计案例，展示如何利用这些材料的优势，优化车身结构，提高碰撞安全性？我期待看到书中能够详细介绍不同类型的先进高强度钢，比如双相等钢（DP钢）、多相钢（TRIP钢）、马氏体钢（MS钢）等，并对比它们的性能特点、加工要求以及在不同应用场景下的适用性。我希望能从中获得一种系统性的认知，了解在汽车设计中，选择哪种先进高强度钢才能最大程度地发挥其价值。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待，很大程度上源于我对未来汽车发展方向的洞察。我们生活在一个日益注重可持续发展的时代，汽车作为重要的交通工具，其能效和环保性能的提升是必然的趋势。而“轻量化”正是实现这一目标的关键途径之一。以往，为了保证汽车的结构强度和碰撞安全，往往需要使用大量厚重的钢材，这无疑增加了汽车的整体重量，进而影响了燃油经济性。然而，“先进高强度钢”的出现，为解决这个矛盾提供了可能。这本书的书名精准地概括了这一前沿技术，吸引了我想要深入了解其背后原理和应用的强烈愿望。我希望这本书能够详细介绍这些先进高强度钢的种类、性能以及在汽车设计中的具体应用。例如，它会解释为什么这些钢材能够做到“高强度”和“轻量化”的统一？是它们的材料成分有什么独到之处？还是它们的生产工艺有什么创新？我特别感兴趣的是，书中是否会探讨这些材料的微观结构，例如晶粒尺寸、相组成以及它们如何影响宏观力学性能。此外，我也希望能够了解这些先进高强度钢在汽车碰撞安全方面的表现。它们是如何帮助汽车在发生碰撞时吸收能量，保护乘客安全的？书中是否会包含一些相关的碰撞测试数据或模拟结果？我期待这本书能够为我打开一扇了解汽车制造业技术革新的窗口，让我对未来的汽车有更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《汽车轻量化用先进高强度钢》像是一把钥匙，打开了我对汽车制造技术深层次的探索之门。我之所以对它如此好奇，是因为我一直以来都对那些能够以“巧思”而非“蛮力”来解决工程难题的技术充满敬意。在汽车领域，轻量化是提升性能、降低能耗和排放的必由之路，而如何在高强度和低重量之间找到完美的平衡点，一直是工程师们孜孜不求的目标。先进高强度钢的出现，无疑为这个目标提供了强有力的支撑。我非常想知道，这本书是如何界定“先进”的？它指的是哪些具体的钢种？是DP钢、TRIP钢、MS钢，还是其他更新的技术？我期待它能深入剖析这些钢材的微观结构和性能特点，比如它们的晶粒尺寸、相组成、强化机制等等。仅仅知道它们“高强度”还不够，我更想了解它们“轻量化”的背后逻辑。是不是通过优化合金成分，或者采用特殊的生产工艺，使得在保证足够强度的前提下，可以减少材料的使用量？书中会不会提供一些实际的案例，展示这些先进高强度钢在汽车车身、底盘、甚至悬挂系统中的具体应用？我希望能够看到具体的零件设计图，以及它们是如何通过采用这些新型材料来达到减重目的的。这本书能否为我解答，这些先进高强度钢在加工和成形方面是否也面临着新的挑战？例如，它们的热成形、冲压性能如何？是否需要特殊的焊接技术？我期望这本书能够以一种既学术严谨又不失可读性的方式，为我揭示汽车轻量化背后所依赖的关键材料科学和工程技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就带着一股扑面而来的科技感，金属的质感，流线型的线条，隐隐约约透露着轻盈与力量的结合。我被这个主题深深吸引，因为“汽车轻量化”这个词本身就充满了解决现实问题的潜力，而“先进高强度钢”则指向了具体的解决方案。我脑海中立刻浮现出未来汽车的形象：更节能、更环保、操控更灵活，同时又不牺牲安全性。我想知道，是什么样的“先进”技术，能够让钢这种传统的材料，焕发出如此夺目的光彩，在汽车工业的这场变革中扮演如此重要的角色。我对这本书抱着极大的期待，希望它能带领我深入了解这个领域的奥秘。这本书的书名虽然专业，但却精准地概括了核心内容，让读者一眼就能抓住重点。我个人非常关注汽车行业的发展趋势，尤其是那些能够带来颠覆性改变的技术。轻量化无疑是其中一个至关重要的方向，因为它直接关系到燃油经济性、排放控制以及驾驶体验。而“先进高强度钢”的出现，更是让人看到了在材料科学领域突破的希望。我迫切地想知道，这些新型钢材究竟是如何实现轻量化和高强度的完美平衡的？它们在化学成分、微观结构、生产工艺等方面与传统钢材有哪些根本性的区别？这本书会不会深入剖析这些技术细节，并提供相应的理论支持和实验数据？作为一名对汽车工程充满好奇的普通读者，我期待这本书能够以一种既严谨又不失趣味的方式，为我打开一扇通往汽车轻量化世界的大门。我特别好奇，除了在车身结构上的应用，这些先进高强度钢在汽车的其他部件，比如悬挂系统、底盘等，是否也有广泛的应用前景？这些材料的成本效益如何？它们在实际生产中的加工难度和技术要求又有多高？这些都是我非常想从书中找到答案的问题。

评分☆☆☆☆☆

我之所以会被《汽车轻量化用先进高强度钢》这本书所吸引，是因为它精准地触及了我对汽车工程未来发展方向的核心关注点。在当今全球对可持续发展和环境保护日益重视的背景下，汽车的轻量化无疑是提升其综合性能、降低能耗和排放的关键。然而，长期以来，钢材作为汽车制造的主要材料，其固有的重量限制似乎与轻量化目标存在一定的矛盾。这本书的书名，则恰恰指向了解决这一矛盾的突破口——“先进高强度钢”。我迫切地想知道，书中是如何界定和阐述“先进”的？它是否会深入剖析这些新型钢材的微观结构、晶粒特性、强化机制，以及它们在化学成分和热处理工艺上的创新之处？我期待书中能够详细介绍不同种类的先进高强度钢，例如双相钢（DP钢）、多相钢（TRIP钢）、马氏体钢（MS钢），以及它们各自的性能特点、力学表现，以及在不同汽车零部件（如车身覆盖件、结构件、碰撞吸能件等）上的应用优势。我希望能够从中学习到，在实际的汽车设计中，如何根据不同的功能需求，选择最合适的先进高强度钢牌号。此外，我也对这些新型材料在汽车生产制造过程中的加工技术和成本效益非常感兴趣。这本书是否会探讨先进高强度钢在冲压、焊接、连接等方面的工艺技术挑战，以及其与传统钢材相比的经济性分析？我期待本书能够为我提供一个全面而深入的视角，理解先进高强度钢在推动汽车行业向着更轻、更强、更环保的方向发展中所扮演的关键角色。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字，就像一个充满魅力的谜题，瞬间勾起了我对汽车工业前沿技术的强烈好奇心。《汽车轻量化用先进高强度钢》——这几个字组合在一起，就勾勒出了一幅关于未来汽车的蓝图：更轻盈、更矫健，同时又不失坚固与安全。我一直关注着汽车行业的发展，深知轻量化对于提升汽车的燃油效率、降低排放以及改善驾驶性能的重要性。然而，如何在追求轻盈的同时，不牺牲车身结构的安全性和碰撞防护能力，一直是摆在工程师面前的一大挑战。而“先进高强度钢”的出现，似乎为我们提供了一个充满希望的解决方案。我非常期待这本书能够深入地剖析，这些“先进”的高强度钢究竟是如何实现“高强度”和“轻量化”的完美结合的？是它们独特的合金成分？还是其精密的微观组织结构？抑或是特殊的生产工艺？我希望书中能够详细介绍不同种类的先进高强度钢，比如双相钢（DP）、多相钢（TRIP）、马氏体钢（MS）等，并对比它们各自的优缺点、力学性能以及在不同汽车零部件上的应用前景。我尤其想了解，这些新型钢材在加工成型方面是否存在特殊的工艺要求？例如，它们的热成形、冲压、焊接等环节是否需要创新的技术和方法？这本书是否会通过一些实际的应用案例，来展示这些先进高强度钢是如何在现代汽车制造中发挥关键作用，从而帮助汽车制造商实现更优异的性能和更高的安全性？

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我首先被它的章节标题所吸引。每一个标题都像是为我精心准备的探险地图，指引着我一步步深入探索汽车轻量化的核心技术。我注意到其中一些标题涉及到了材料的微观结构分析，比如“晶粒细化技术在先进高强度钢中的应用”或者“马氏体相变动力学对钢材性能的影响”。这让我感到非常兴奋，因为我一直对材料科学的底层逻辑充满好奇。我相信，这本书不会仅仅停留在宏观层面的介绍，而是会深入到材料的本质，解析钢材性能提升的微观机制。我期待能够看到丰富的显微组织照片，以及详细的相图和力学性能曲线，这些都能帮助我更直观地理解钢材内部的精妙变化。此外，书中关于“热成形技术”和“冲压工艺优化”的章节也引起了我的兴趣。我知道，先进高强度钢往往需要特殊的加工方法才能充分发挥其性能，而热成形是其中一种关键技术。我想了解，具体是如何通过热处理和模具设计来实现高效、精确的零件制造的？这本书会不会介绍一些实际案例，展示这些技术在汽车生产线上的应用场景？我希望能够从中学习到一些工业界的实践经验，而不仅仅是理论知识。这本书的篇幅似乎相当可观，内容一定非常充实。我希望能学到关于不同牌号的先进高强度钢的特性对比，例如DP钢、TRIP钢、MS钢等，它们各自的优势和劣势，以及在不同汽车部位的选择依据。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书的书名深深吸引，因为它精准地指向了汽车行业一个至关重要的发展方向——轻量化。在我看来，轻量化不仅仅是“减重”，它更关乎着汽车的能效、环保以及驾驶体验的全面提升。而“先进高强度钢”这个关键词，则预示着在这场轻量化革命中，材料科学扮演着举足轻重的角色。我迫切地想知道，究竟是什么样的“先进”技术，能够让钢材在保持甚至超越传统材料强度的同时，实现显著的减重？这本书是否会深入解析这些新型钢材的微观结构和形成机制？比如，它会解释为什么某些钢材能够拥有更细小的晶粒，或者更复杂的相组织，从而赋予它们优异的力学性能？我期待书中能够详细介绍不同种类的先进高强度钢，并对它们进行详细的性能对比，例如DP钢、TRIP钢、MS钢等。我希望能了解它们各自的优势、劣势，以及在不同汽车零部件上的应用潜力。书中是否会提供一些具体的工程应用案例，展示这些材料如何在汽车的车身结构、底盘、碰撞吸能区等关键部位发挥作用？我希望能通过这些案例，直观地理解先进高强度钢在提升汽车安全性和操控性方面的贡献。此外，作为一名对汽车制造流程感兴趣的读者，我也想了解这些先进高强度钢在生产制造过程中可能面临的挑战，例如加工性能、焊接工艺以及成本效益等方面。这本书是否能为我提供一个全面的视角，让我了解先进高强度钢在推动汽车轻量化进程中的重要作用和未来发展趋势？

评分☆☆☆☆☆

《汽车轻量化用先进高强度钢》——这个书名本身就带有一种技术革新的力量感，它精准地捕捉到了当前汽车工业最重要的发展趋势之一。我一直关注着汽车行业的技术进步，深知“轻量化”是提升汽车燃油经济性、降低排放、改善操控性的核心手段。然而，如何在实现轻量化的同时，保证汽车的结构强度和碰撞安全，一直是行业内面临的巨大挑战。而“先进高强度钢”的出现，为这个问题提供了一个极具潜力的解决方案。我迫切地想知道，这本书将如何深入地解读“先进”二字？它是否会从材料科学的角度，详细剖析这些新型钢材的微观结构、合金成分、相变控制以及强化机制？我期待书中能够全面介绍不同类型的先进高强度钢，例如双相钢（DP）、多相钢（TRIP）、马氏体钢（MS）等，并对其力学性能、加工工艺、以及在不同汽车部位的应用进行详细的阐述和对比。我希望能从书中了解到，工程师们是如何巧妙地利用这些材料的特性，来设计出既轻巧又坚固的汽车车身结构。此外，我也对这些先进高强度钢在实际生产中的应用非常感兴趣。书中是否会提供一些具体的工程案例，展示这些新型材料如何在现代汽车制造中发挥关键作用？例如，它们如何被应用于提高碰撞安全性能，或者如何通过优化设计来进一步减轻车身重量？我希望这本书能够为我揭示，先进高强度钢是如何在幕后默默地推动着汽车行业向着更高效、更安全、更环保的方向发展。