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镁合金： 汽车轻量化的必然选择 ◇周学华 陈开生 中国科学院上海微系统与信息技术研究所先进镁合金与防护技术研究中心 汽车在现代生活中扮演着重要角 质量密度小：镁合金的质量密度 2～3倍。 色，随着汽车的拥有量与日俱增，汽车 3 熔点低：镁合金的熔点和比热容 一般在2g/cm左右，比铝材轻36％， 对资源和能源的耗费量不断增长。汽 比锌合金轻73％，比钢轻77％。在汽 较低，熔化时耗能较少，凝固速度快， 车燃油带来的废气排放量也面临着越 车上使用镁合金可在很大程度上减轻 动力学粘度低，铸造充型性好，使得压 来越严厉的环境保护法规的挑战。汽 汽车自身的质量。 铸件生产周期短，易于成型薄壁结构 车的轻量化是现代汽车的重要发展方 消震性能好：镁合金有很高的阻 件。 向，减重节能是汽车技术进步的重要 尼容量和良好的消震性能，可承受较 回收利用性好：镁合金可以从废 目标。在过去的几十年中，人们一直在 大的冲击震动，适于制造承受冲击载 品、废料的再生资源中获得，并且可进 寻求各种轻量化材料并将其使用在汽 荷和振动的零部件，使汽车行驶更平 行100％的回收利用，镁在产品寿命 车上，镁合金是这方面的重要内容。 稳、安全和舒适。 周期的每一个阶段都有很高的利用价 比强度和比刚度高：相同质量的 值。由于镁的熔点低，镁废料再生对能 镁合金是汽车轻量化的重要 条件下，选用镁合金的构件具有更高 源要求也较低，镁的再生比塑料和铁 选材 的刚度。加入增强物的塑料，其刚度最 等其它材料的再生需要少得多的能源 镁有望在汽车工业领域得到广泛 多也只能达到镁合金的三分之一。 用量。 使用是因为镁基轻合金具有优异性 铸造性能好：镁合金有良好的铸 丰富的镁资源 能，同时它又有丰富的资源。 造性和尺寸稳定性，易加工，废品率 镁是地球上排位第8的富有元 镁合金的优异性能 低，从而可以降低生产成本。此外，镁 素，其含量约占地壳质量的2.8％，它 镁合金自身的许多优异性能是其 与铁的亲和力小，固溶铁的能力低，不 也是海水中的第3富有元素，约占海 成为汽车用材的必备条件，它们包括: 易粘膜，铸模寿命比生产铝合金长 水质量的0.13％。目前，世界公认的 23 nsight I 透视 具有最大镁矿储量的前8个国家分别 合金在汽车上的使用从节约能源和环 车最为突出。为此，汽车制造使用镁材 是澳大利亚、中国、波兰、俄罗斯、美 境保护的角度来看是势在必行。 是重要的选材方向和必然的趋势。 国、印度、希腊和加拿大。有资料显示 在材料的循环利用方面，使用镁 10 世界各国菱镁矿储量约1.2×10吨， 合金也具有明显的优势。欧盟汽车回 镁材应用于汽车工业的现状 可见镁资源相当丰富。专家预测，在当 收法必威体育精装版规定：2006年开始轿车质量 镁材汽车零部件 今汽车上使用最多的三种元素（铁、 85％以上都要达到回收的水平，最晚 目前正在使用的镁基合金制作的 铝、镁）资源的开采寿命，铁仅有50 于2015年要达到95％以上的回收水 汽车零部件已超过60种，正在研制或