摘要：介紹了鎂合金在汽車工業(yè)中的優(yōu)勢、局限性、技術(shù)壁壘和發(fā)展前景。此外，還評估了鎂在汽車應(yīng)用中對環(huán)境保護(hù)的影響。鎂涂層和合金化的最新進(jìn)展提高了鎂合金在高溫和腐蝕環(huán)境下的蠕變和耐腐蝕性能。研究結(jié)果表明，合理的價(jià)格和改善鎂及其合金的性能將導(dǎo)致鎂的大量使用。與使用替代材料相比，使用鎂合金可減輕22%至70%的重量。最后，隨著鎂合金成形工藝知識的增加，鎂在汽車零部件中的應(yīng)用也在增加。

鎂合金的優(yōu)越性質(zhì)

鎂是所有工程金屬中最輕的，密度為1.74 g/cm3[1]。它比鋁（2.7 g/cm3）輕35%，比鋼（7.86 g/cm3）輕4倍以上。鎂是第八常見元素。它是通過用硅金屬熱還原氧化鎂或電解海水中的氯化鎂來產(chǎn)生的。每立方米海水中含有約1.3千克（0.3%）的鎂。它具有良好的延展性，比鋁具有更好的噪聲和減振性能，鑄造性能優(yōu)異。將鎂與鋁、錳、稀土、釷、鋅或鋯合金合金化可提高強(qiáng)度重量比，使其成為重要的應(yīng)用材料，在重量減輕很重要的情況下，以及在需要減少慣性力的情況下。由于這種特性，更致密的材料，不僅鋼、鑄鐵和銅基合金，甚至鋁合金也被鎂基合金所取代。由于立法限制排放，減少汽車部件重量的要求引起了人們對鎂的新興趣。汽車制造公司在鎂及其合金的研究和開發(fā)方面做了大量的工作。大眾是第一個在其甲殼蟲模型上應(yīng)用鎂的汽車工業(yè)，甲殼蟲模型每輛車使用22公斤的鎂。保時(shí)捷在1928年首次使用鎂發(fā)動機(jī)。2005年、2010年和2015年，每輛車的鎂平均使用量和預(yù)計(jì)使用量分別為3千克、20千克和50千克。過去，鋁和一些塑料被用作汽車零件的首選材料。近年來，鎂在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多。近年來，鎂及鎂合金的研究和發(fā)展主要集中在減輕重量、節(jié)能和限制環(huán)境影響方面。除了技術(shù)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)要求外，還必須滿足車輛部件的基本要求，才能實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

節(jié)能減排是大勢所趨

全球趨勢迫使汽車工業(yè)生產(chǎn)更輕、更環(huán)保、更安全、更便宜的汽車。由于立法和消費(fèi)者對更安全、更清潔的車輛的要求，主要的汽車制造商正集中精力減少汽車重量并限制廢氣排放量。由于二氧化碳排放量與燃油消耗量成正比，汽車重量已成為設(shè)計(jì)效率評估的最關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。汽車重量的減少不僅節(jié)省了能源，而且還減少了溫室氣體的排放。將汽車重量減少一定的量將導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性的類似百分比的改善。燃料效率導(dǎo)致對鎂成分的潛在用途進(jìn)行廣泛的評估。重量減少100千克表示車輛每100公里節(jié)省約0.5升燃油。高強(qiáng)度鋼、鋁（al）和復(fù)合材料已經(jīng)被用于減輕重量，但更多地使用低密度鎂及其合金可以實(shí)現(xiàn)額外的減輕。通過創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和增加輕質(zhì)材料的使用，可以減輕重量。目前，北美的平均汽車使用0.25%（3.8千克）鎂和8%（120千克）鋁。鎂加工、合金開發(fā)、連接、表面處理、耐腐蝕性和機(jī)械性能改善等方面仍需進(jìn)行大量的研究。

環(huán)境保護(hù)是人們關(guān)注鎂及其合金的主要原因之一。環(huán)境保護(hù)在很大程度上取決于運(yùn)輸業(yè)，特別是運(yùn)輸車輛產(chǎn)生的二氧化碳排放。減重是顯著降低油耗和二氧化碳排放的最經(jīng)濟(jì)有效的選擇。歐洲和北美的汽車生產(chǎn)商計(jì)劃將燃料消耗量減少25%，從而在2010年實(shí)現(xiàn)30%的二氧化碳減排。鎂的消費(fèi)在過去20年中有了很大的增長。北美是主要消費(fèi)國，西歐和日本緊隨其后。大部分可用鎂仍用于鋁合金化，只有約34%直接用于鎂零件，可分為鑄造應(yīng)用（33.5%）和鍛造材料（0.5%）。