鎂合金作為最輕的金屬結構材料，在航空、航天、汽車、高鐵、通信等領域有著巨大的應用潛力，成為最具發(fā)展前景的金屬結構材料之一。中國是鎂資源大國，擁有大量的鎂礦資源和含鎂鹽湖資源。2003 年以來，我國已連續(xù)18 年成為世界上最大的原鎂生產國與出口國。大力推進鎂合金工業(yè)化應用，不僅是結構材料輕量化、保護環(huán)境的重要舉措，也是充分利用我國豐富的資源、緩解對鐵鋁礦資源進口依賴的重要舉措，特別是在復雜多變的國際形勢下具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

      據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2019 年我國原鎂產量96.9 萬噸，同比增長12.2%。目前，全球原鎂約有45% 用于生產鎂合金，70% 用于汽車行業(yè)，20% 用于3C 電子產品，10% 用于軍工等領域。如圖7-6 所示，2019 年我國出口原鎂和鎂制品45.16 萬噸，出口量占全球總產量的53%。鎂合金深加工產品以壓鑄方式為主，但存在一定局限性，制約了鎂合金應用的大規(guī)模擴展。變形鎂合金產品需進一步從加工技術到應用技術進行攻關。

1、鎂合金在汽車領域的應用

近十年來，我國汽車保有量穩(wěn)步增加，消耗石油占到整個石油消費總量的59%。我國汽車輕量化效果較低，汽車平均百公里油耗遠高于國外發(fā)達國家，對環(huán)境帶來極大壓力。與鋼鐵和鋁相比，使用鎂合金零部件產生的輕量化效果更加顯著。每使用1kg 鎂，可使轎車壽命期減少30kg 尾氣排放。目前，北美汽車生產廠家每輛汽車用鎂量為1.5 ～ 3.5kg，某些車型已超過20kg。根據(jù)我國汽車輕量化路線圖，到2020 年、2025 年和2030 年，單車用鎂合金要分別達到15kg、25kg 和45kg。以2025 年生產3500 萬輛、單車消耗25kg 鎂合金測算，需求量為87.5 萬噸。以2030 年單車用量45kg 計算，則需要172 萬噸。2019 年，我國生產純電汽車130 萬輛，小型乘用車2500 萬輛，如果僅把每輛車的覆蓋件改為65kg 的鎂合金板材，就需要203 萬噸。長春一汽、上汽大眾、重慶長安汽車等車企都已開始批量使用鎂合金。展望未來，汽車用鎂合金用量或將迎來井噴式增長。

國外對鎂合金在汽車上的應用十分重視, 很早就出臺了推動鎂合金在汽車上應用的中長期計劃。為了加速鎂合金在汽車上的應用，美國通用汽車已和重慶大學、上海交通大學等單位進行了10 年以上的技術合作。我國也高度重視鎂合金在汽車上的應用。自2000 年起，國家科技部、發(fā)改委、工信部等部門分別安排了“交通工具用鎂合金零部件生產及應用共性關鍵技術研究開發(fā)及產業(yè)化”“高性能鎂合金的研制和應用”等一批國家和省部級項目，在新型高強度鎂合金材料、鎂合金壓鑄技術、鎂合金軋制和擠壓加工技術、鎂合金連接技術等方面取得了重要進展，為鎂合金材料的進一步應用打下了堅實的基礎。開發(fā)了50 多款鎂合金汽車零部件，如方向盤芯骨、電器支架、后窗框、門內框、輔助轉動支架等，并已實現(xiàn)累計裝車超過5000 萬輛，取得了較好的經濟效益和社會效益。

因此，在汽車、摩托車等交通工具領域，鎂合金充分展示出質輕、減振性能優(yōu)良的特點，已在以發(fā)動機和變速箱為代表的動力傳動系統(tǒng)，以副車架、輪轂、懸架、轉向器為代表的行駛轉向系統(tǒng)，以車身、車門、前后艙體、儀表板支架、座椅骨架、中控支架為代表的車體及內裝系統(tǒng)等形成了規(guī)?；瘧?。根據(jù)我國最新的汽車輕量化路線圖，未來鎂合金在汽車上的應用量將超過100kg/ 臺。

2、鎂合金在軌道交通裝備上的應用

我國軌道交通發(fā)展迅猛，由于能源緊張和對節(jié)能減排、安全舒適的更高要求，軌道交通裝備輕量化已成為軌道交通發(fā)展的重要課題。很多新建的軌道交通列車裝備開始大面積使用鋁合金等輕量化材料，產生了巨大的經濟效益和社會效益。鎂合金由于具有更高的比強度和比剛度、更好的減振降噪效果、更優(yōu)異的電磁屏蔽效果，已在部分軌道交通內飾件和連接件上得到初步的規(guī)模應用。

新建的和即將更新?lián)Q代的軌道交通裝備是鎂合金材料及制品的潛在應用對象，以長春軌道客車廠和唐山軌道客車廠等為代表的我國軌道交通列車年產量近幾年均在3000 輛左右，產值將超過1200 億元人民幣。山西銀光華盛鎂業(yè)等鎂合金加工企業(yè)的鎂制品已在100 余條地鐵、400 余條高鐵線路上得到了應用，使得整車車身得以減重，很大程度上提高了列車的動力，降低能耗。隨著軌道交通的快速發(fā)展和鎂合金材料制備與加工技術的進步，具有優(yōu)異性能的鎂合金材料及制品必將在軌道交通裝備上獲得更加廣泛的應用。

3、鎂合金在電動自行車上的應用

全國的電動自行車保有量已經超過了2.3 億輛，年產量一直保持在2000 萬輛以上。但是，80% 以上的電動自行車目前都屬于超標產品（重量及最高速度）。按照現(xiàn)行的國家標準，電動自行車最高車速應不大于20km/h，整車質量（重量）應不大于40kg。對增加了電池的電動自行車來說，輕量化是一個很重要的選擇，在整車減重上有明顯效果后，將會使一次充電后行駛距離進一步延長。鎂合金減振性好，舒適度高；散熱性好，可降低剎車系統(tǒng)溫度，延長剎車輪轂使用壽命，較輕的鎂合金輪轂有利于改善加速與剎車性能。

目前，天津、河北、浙江、山西、山東等已經有很多企業(yè)生產鎂合金自行車和電動自行車部件。除了車架、支梯、泥板、支棍等鎂合金車體部件外，鎂合金輪轂的應用更是加大了單車鎂合金的用量。如果有50% 的電動自行車每輛使用5kg 的鎂合金，一年將會新增80000噸的鎂合金市場。

4、鎂合金在LED照明燈具上的應用

LED 被公認為當前最具發(fā)展前景的第四代綠色光源。盡管鎂合金的熱導率比鋁差，但鎂合金零部件的散熱效果卻高于鋁合金，這為鎂合金在散熱要求較高的LED 行業(yè)推廣應用提供了非常好的機會。

鎂合金應用于LED 照明領域的部件主要是路燈殼體及燈架、燈管型材、筒燈殼體、球泡燈殼體、隧道燈殼體以及LED 散熱模組等。包括鎂合金壓鑄件和型材，表面處理采用氟碳噴涂、噴塑和陽極氧化。據(jù)初步估計，2020 年鎂合金在LED 行業(yè)的應用量將達到2 萬噸。

5、鎂合金在3C產品領域的應用

鎂合金已在筆記本電腦外殼領域得到廣泛應用，目前惠普、戴爾、聯(lián)想等主流品牌均大量使用，而且應用量正在呈上升趨勢。采用鎂合金擠壓板材進行CNC 機加工3C 產品外殼，可以獲得更好的力學性能和外觀質量，因此，微軟公司平板電腦外殼幾乎都采用鎂合金擠壓板材，僅2017 年的采購量就在1.5 萬噸左右。應用鎂合金的3C 產品還包括投影儀、數(shù)碼相機、網(wǎng)絡通信設備、視聽設備等。

6、鎂合金在航空航天和軍工關鍵裝備上的應用

具有質輕、比強度高、比剛度高、阻尼減振、電磁屏蔽以及鑄造、切削加工性能優(yōu)異和易回收等優(yōu)點的鎂合金材料在大飛機、載人航天、探月工程等國家重大工程和軍事領域的輕量化和減重方面發(fā)揮著越來越關鍵的作用，日益受到重視、應用面逐漸擴大。

飛機結構中除了內部支架框架以外，蒙皮、地板、艙板等最適合使用寬幅鎂合金薄板。有試驗結果表明，飛機減重1 磅A 所帶來的經濟效益，商用機為300 美元，戰(zhàn)斗機為3000 美元，航天器為30000 美元，綜合減重效果比鋁合金高出25% ～ 35%。歐洲空客公司早在20世紀就開發(fā)了鎂合金板，比使用鋁合金減重十數(shù)噸。我國的西飛、成飛很早就在機體內使用了鎂合金鍛件、鑄件和板材。高性能鎂合金在航空航天和軍工關鍵裝備等領域應用潛力十分巨大。隨著高性能鎂合金的發(fā)展，鎂合金在飛機發(fā)動機附件機匣、進氣機匣、反推力葉柵，直升機傳動系統(tǒng)機匣，導彈艙體、導彈彈翼、衛(wèi)星艙體、戰(zhàn)斗機駕駛艙框架，月球車機械臂，戰(zhàn)車發(fā)動機部件、輪轂、框架，衛(wèi)星部件，坦克零部件等領域的應用潛力將逐步釋放。

7、鎂合金在石油鉆采領域的應用

鎂合金由于具有低電極電位而容易腐蝕，通過在鎂合金中添加Cu 或Ni 元素進一步提高其降解速率，同時獲得高強度和高降解速率，對多級分段壓裂技術的發(fā)展有重要應用價值，在油氣開采領域具有巨大的應用前景，預計未來的需求規(guī)模將超過每年20 億元。

8、鎂合金在儲能材料領域的應用

鎂基儲能材料主要包括鎂基儲氫材料和鎂電池。鎂及其合金可與氫形成Mg-H 化合物，例如Mg2Ni、Mg2Cu、Mg(BH4)2 等鎂基儲氫材料，穩(wěn)定儲氫量質量分數(shù)在2% ～ 15%，且具有較好的吸放氫動力學，部分體系非常接近燃料電池中質子交換膜的工作溫度（約80℃），為未來規(guī)?；瘧么蛳铝嘶A。鎂電池的應用將是電池工業(yè)的顛覆性革命，市場容量將超萬億美元。

9、鎂合金在其他領域的應用

鎂合金在紡織機械領域的用量穩(wěn)步上升，已累計裝機超過1000 萬架，紡織斷線率下降超過60%，充分發(fā)揮了鎂合金減振性能優(yōu)勢。例如，鎂合金用于紡織機械的賈卡底座零部件已實現(xiàn)了規(guī)模化應用，產品遠銷法國、日本、韓國等國家，取得了良好的社會和經濟效益。

在智能裝備領域，鎂合金因其質輕減振優(yōu)勢，可顯著改善裝備精度和延長使用壽命，展現(xiàn)出巨大的市場空間。鎂合金因其化學性質相對活潑，將被進一步廣泛應用于犧牲陽極、電池陽極等。