摘要：介紹了鎂合金在汽車工業中的優勢、局限性、技術壁壘和發展前景。此外，還評估了鎂在汽車應用中對環境保護的影響。鎂涂層和合金化的最新進展提高了鎂合金在高溫和腐蝕環境下的蠕變和耐腐蝕性能。研究結果表明，合理的價格和改善鎂及其合金的性能將導致鎂的大量使用。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用也在增加。

鎂合金的優越性質

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，鑄造性能優異。將鎂與鋁、錳、稀土、釷、鋅或鋯合金合金化可提高強度重量比，使其成為重要的應用材料，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方面做了大量的工作。大眾是第一個在其甲殼蟲模型上應用鎂的汽車工業，甲殼蟲模型每輛車使用22公斤的鎂。保時捷在1928年首次使用鎂發動機。2005年、2010年和2015年，每輛車的鎂平均使用量和預計使用量分別為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，鎂在汽車領域的應用日益增多。近年來，鎂及鎂合金的研究和發展主要集中在減輕重量、節能和限制環境影響方面。除了技術、生態和經濟要求外，還必須滿足車輛部件的基本要求，才能實現這些目標。

節能減排是大勢所趨

全球趨勢迫使汽車工業生產更輕、更環保、更安全、更便宜的汽車。由于立法和消費者對更安全、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，汽車重量已成為設計效率評估的最關鍵標準。汽車重量的減少不僅節省了能源，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致燃油經濟性的類似百分比的改善。燃料效率導致對鎂成分的潛在用途進行廣泛的評估。重量減少100千克表示車輛每100公里節省約0.5升燃油。高強度鋼、鋁（al）和復合材料已經被用于減輕重量，但更多地使用低密度鎂及其合金可以實現額外的減輕。通過創新的結構設計和增加輕質材料的使用，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、連接、表面處理、耐腐蝕性和機械性能改善等方面仍需進行大量的研究。

環境保護是人們關注鎂及其合金的主要原因之一。環境保護在很大程度上取決于運輸業，特別是運輸車輛產生的二氧化碳排放。減重是顯著降低油耗和二氧化碳排放的最經濟有效的選擇。歐洲和北美的汽車生產商計劃將燃料消耗量減少25%，從而在2010年實現30%的二氧化碳減排。鎂的消費在過去20年中有了很大的增長。北美是主要消費國，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，可分為鑄造應用（33.5%）和鍛造材料（0.5%）。