镁基材料被誉为世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”被广泛应用于航空航天、军事、交通及3C产品等领域中。交通工具轻量化成为当今发展趋势，镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料。

镁及镁合金的特性

镁属于元素周期表上的IIA族碱土金属元素。其结构为密排六方晶格，无同素异构转变；熔点648.8℃,沸点1107℃ ,密度1.74 g/cm3。镁是继氧、硅、铝、铁、钙之后地壳中第六位富有的元素，约占地壳重量的2.3%，镁的含量相当丰富。镁及镁合金具有银白色光泽，略有延展性。并且镁及镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减震性和电磁屏蔽性好、易机械加工和再回收利用。与铝、锌、锆和稀土等构成的合金及热处理后强度大大提高。其减震、降噪性能好,比强度高于铝合金和某些高强度钢。

其中，AZ31B更是以其抗冲击、减震性能好，可铸造性强，尺寸稳定性好，以及较好的机械性能和良好的电磁屏蔽性等优点脱颖而出。

镁合金材料产业升级趋势明显

“十三五”以来，我国镁合金材料产业实施自主创新战略，通过“产学研用”结合，紧紧依靠科技进步与技术创新来提高材料质量的均一性，有效提高了中高端材料产业有效供给能力和水平。新常态下，我国逐步改变高投入、高消耗、高污染、高排放的传统模式，向低投入、低消耗、高产出、低污染的发展模式转型，短流程、低成本、低能耗的新工艺和新方法不断涌现。

镁合金材料产业技术研发进展

近年来，针对国际上镁合金材料存在力学性能较差的弱点，我国积极开展了先进镁合金材料的研制工作，在稀土镁合金、大尺寸铸棒、大型复杂件的工程技术方面取得重要突破，研制的部分高强镁合金大尺寸复杂铸件、高强耐热镁合金大规格挤压型材/锻件等达到世界先进水平。具体来看，2019年，南京云海特种金属股份有限公司在技术研发和生产整合方面取得重大进展，生产的锻造镁合金轮毂在汽车主机企业得到应用。上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心开发了新型高性能轻质镁稀土合金材料，成功应用于直升机关键复杂承力部件，轻量化效果显著，并已实现批量稳定制造，填补了我国新一代直升机用高强耐热镁合金材料空白。重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心研制出AT、AE、VW系列等40多种新型镁合金，其中有16种合金成为国家标准牌号，十几种合金得到工程应用和产业化推广。东北大学开发了大规格镁合金扁铸锭生产技术，目前能够生产最大截面为1450mm×400mm的镁合金大扁锭；开发了镁合金宽幅板带卷轧制成套技术，已实现产业化应用。中南大学和长春应用化学研究所等单位开发出高强高韧稀土镁合金、高性能压铸镁合金和稀土镁合金批量生产技术，成功应用于航空、航天、国防军工、汽车、电子产品等领域，大幅降低了稀土镁合金产品的成本，提升了市场竞争力，填补了国内相关领域的空白。

镁合金热处理工艺

固溶度随温度变化时，热处理可以强化镁合金。镁合金的常规热处理工艺可分为两类:不同的退火和固溶时效。

一、退火

退火可以明显降低镁合金制品的抗拉强度，提高制品的塑性，有利于后续加工。锻造镁合金可以根据合金的技术要求和性能，在不同的温度下进行退火，在低温下无应力退火。

完全退火可以消除塑性变形加工过程中的加工硬化效应，恢复和提高镁合金的塑性，用于后续的变形加工。再结晶和晶粒生长通常发生在不同的退火过程中，因此温度数据不能太高，时间也不能太长。含稀土镁合金的再结晶温度升高应力消除和退火不仅可以减少或消除这种变形镁合金产品在冷加工和热加工、成形、矫正和改进焊接工作中产生的残余应力，而且可以有效消除铸件或铸锭中的残余应力。

二、固溶和时效

1、固溶处理

过饱和固溶体是获得时效强化学生良好环境条件的前提。先加热到单相固溶体相区内的适当方式进行分析温度，保温技术可以通过适当经济发展需要时间，使原组织中的合金设计文化元素具有中国完全溶入基体金属中，形成也是一种过饱和固溶体，这个社会工作学习过程就称为固溶热处理。由于我们这些合金设计一个元素和基体元素的原子半径和弹性模量的差异，使基体之间关系产生各种不同点阵畸变。由此企业可以提高产生的应力场将阻碍位错运动，从而使基体没有能力得到国家不断强化。溶解后屈服强度的增加与溶质元素浓度的二分之一次方成正比。

2、人工时效

析出强化是镁合金强化（尤其是室温强化）的重要机制。合金中合金元素的固溶量随温度的降低而减少，并发生时效强化。对具有中国特色的合金进行高温固溶处理，获得不稳定的过饱和固溶体，然后通过产生扩散析出相，分析低温时效问题。滑动位错与析出相的相互作用提高了镁合金的屈服强度和强度。

镁合金的

镁基材料被誉为世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”被广泛应用于航空航天、军事、交通及3C产品等领域中。交通工具轻量化成为当今发展趋势，镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料。非常适用于交通运输领域，是生产重量轻、油耗低、环保的新一代交通工具的最佳材料。

目前，镁合金应用主要有以下三个方面：

(1)汽车、摩托车等交通类产品用镁合金

世界各大汽车公司已经将镁合金制造零件作为重要发展方向。在欧美国家中，各国的汽车厂商正极力争取采用镁合金零件的多少来作为自身车辆领先的标志，大众、奥迪、菲亚特汽车公司纷纷使用镁合金。美、欧、日等发达国家投入大量人力和物力，实施多项大型联合研究发展计划，研究用镁合金制造汽车零部件。这些研究开发计划促进了镁合金在汽车上应用的发展。目前，镁合金压铸汽车零部件至少已超过90种，例如，已经使用要快速推广的零部件有轮毂、仪表盘、座椅框架、变速箱壳体、转向系统、汽缸盖、大的车体外部件、支撑柱、发动机箱体、油底盘。其中，安装安全气囊的汽车都开始改用镁合金方向盘，这既可减重，又可降低震动，在发生意外撞击时，镁合金可吸收更多的能量，有利于保证驾驶员的安全。

我国是一个摩托车生产、消费和出口大国，也是一个潜在的汽车生产和消费大国。在改革开放的二十年中，我国已经形成了以汽车、摩托车为龙头的生产基地。2000年已形成生产250万辆各型汽车、1000万辆各型摩托车的能力。按2001年汽车产量237万辆（其中轿车和微车100万辆），摩托车产量1000万辆，每辆汽车镁合金用量20公斤，每辆摩托车用量5公斤计算，该产业将使用镁合金9.7万吨。

(2)电子及家电用镁合金

汽车行业对镁合金的大量需求，推动了镁合金生产技术的多项突破，镁合金的使用成本也大幅度下降，从而促进了镁合金在计算机、通讯、仪器仪表、家电、医疗、轻工等行业的应用发展。其中，镁合金应用发展最快的是电子信息和仪器仪表行业。电子信息行业由于数字化技术的发展，市场对电子及通讯产品的高度的集成化、轻薄化、微型化和符合环保的要求越来越高。工程塑料曾作为主要材料，但其强度终究无法和金属相比。例如，镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件的壁厚可达11.5mm，并保持一定的强度、刚度和抗撞能力，这非常有利于产品超薄、超轻和微型化的要求。这是工程塑料，甚至铝合金所无法达到的。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上电磁屏蔽、散热和环保方面的考虑，镁合金成了厂家的最佳选择。另外，镁合金外壳可使产品更豪华、美观，也是工程塑料所无法比拟的。在电子信息和仪器仪表行业的镁合金制品的单位重量和尺寸不如汽车零部件，但它的数量大、覆盖面大，其用量也是巨大的。所以，近几年电子信息行业镁合金的消耗量急剧增加，成为拉动全球镁消耗量增加的另一重要因素。

(3)其它应用领域

其它如铝合金添加剂、镁牺牲阳极和型材用镁合金等。镁牺牲阳极作为有效地防止金属腐蚀的方法之一，广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。目前，作为镁牺牲阳极的镁合金有3万～4万吨每年的市场需求量，且每年以20%的速度增长。

镁合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或国防领域。现代战争需要军队具有远程快速部署运动的能力，要求武 器装备轻量化，在手持式武器、装甲战车、运输车、航空制导武 器 上将大量采用轻金属材料。轻量化是提高武 器装备作战性能的重要方向。镁所具有的轻质特性决定了镁合金是生产航天器、军 用飞机、导 弹、高机动性能战车、船舶的必不可少的结构材料，因此，大力开发镁合金应用围是国防现代化的需要。

文章来源： 微弧大叔，小小蜗，特铸杂志，