汽车等运输设备的轻量化，会提高汽车等运输设备的燃油效率和减排CO2，在这种情况下，汽车等运输设备用钢铁材料的高强度化就是一个永恒的课题。采用高强度钢使零部件减薄可以实现轻量化。此外，钢中添加Al、Si等低比重元素也是轻量化的有效方法。但是这些元素含量增加会使铁素体相晶格有序化，形成B2相或D03相，使钢材脆化，所以需要添加奥氏体稳定化元素Mn和C。因此Fe-Mn-Cr-Si-Al热力学数据库将是低比重高强度钢开发的有力工具。为此，日本东北大学研究团队在Fe-Mn-Al 系和Fe-Mn-Al-C系相平衡实验数据和以前研究数据的基础上，进行热力学解析，构建了低比重钢数据库，并利用该数据库进行低比重高强度钢的成分设计。图2是Fe-20%Mn-Al-C（质量%）1100℃状态图，图中的点线是等比重线。根据该图，钢中添加Mn、C，γ区向高Al侧扩大，预计单相γ最低比重成分位于比重6.5g/cm3的等比重线、单相γ区与（α+γ）两相区重叠的区域、（γ+κ）两区所包围的区域。因此控制C含量、使γ稳定化，提高Al含量就可以实现钢的低比重化。在上述分析的基础上，制造出比重为6.5-6.6g/cm3的Fe-20Mn-Al-C-5%Cr（质量）系合金，该合金系经1100℃固溶处理后低Al含量的单相γ的10Al-1.5C合金试样的抗拉强度约为900MPa，并且拉伸伸长率高达60%以上。含α相的12Al-1C合金虽然伸长率下降，但抗拉强度到达1000MPa以上。高C含量的11Al-1.8C合金的屈服强度高达1200MPa，并且几乎没有加工硬化现象，伸长率达30%。10Al-1.15C合金，热处理空冷后，屈服强度大于1000MPa，伸长率达到40%左右。这些合金中虽然含有少量的Cr的碳化物，但基本上是单相γ合金，这种单相γ合金的屈服强度能够达到1000MPa。根据这些试验结果可以认为，Fe-Mn-Cr-Si-Al γ相合金的高屈服强度、高抗拉强度、高延性是冷却过程中在γ相中析出微细κ相产生析出强化的结果。Fe-Mn-Cr-Si-Al系合金具有相当于马氏体钢的高强度和相当于奥氏体钢的高延性。这种Fe-Mn-Cr-Si-Al系合金通过热处理及其后的冷却速度控制的简单制造工艺即可生产，是可期待的低比重钢。