本文介绍了镁合金的特点、材料分类与国内外应用现状，重点阐述了镁合金材料的典型应用、材料研究现状与发展趋势、加工技术研究现状与发展趋势和应用评价现状及发展趋势。对国内外镁合金在制备工艺、微观组织、力学性能与熔炼防护、表面防护与应用技术方面的研究进展进行了归纳分析，概述了当前镁合金的技术发展与产品应用现状，并对镁合金未来重点发展方向与亟待解决的问题进行了展望。

镁的密度为1.74 g/m³，是铝的2/3，锌的1/4，钢铁的1/5，是目前最轻的金属结构材料。其比强度、比刚度高于铝、钢铁材料，远高于工程塑料；弹性模量为44.8 GPa，泊松比为0.35，相同载荷下可消耗更多的变形功，具有良好的减震吸振性能。镁合金还具有优异的流动性、尺寸稳定性与抗电磁干扰能力，在航空航天、舰船化工、3C（Computer、Communication、Consumer Electronics）领域得到了广泛的应用。镁资源主要来源于菱镁矿（MgCO₃）、含镁白云岩（MgCO₃·CaCO₃）、盐湖区光卤石镁盐（KCl·MgCl₂·6H₂O）及海水，我国菱镁矿已探明储量为50亿吨，略低于俄罗斯，位居全球第二。2019年我国原镁产量为35.83万吨，出口量为10.65万吨。2019年，我国镁合金消耗量在汽车行业占比70%，3C行业占比20%，航空航天、运输化工等行业占比10%。

1808年，英国化学家SirHumphrey Davy采用熔融电解法首先制得了金属镁。1828年，法国科学家A.A.Bussy用还原法从熔融的无水氯化镁中制得了纯镁。直至1886年，以Bunsen的电解槽为基础，德国建立了首个商业性电解镁厂，镁合金才开始应用于工业生产。建国初期在苏联援助下，我国就开始了镁合金产业的发展，随着后续多个“五年计划”的实施，形成了云海金属、南京瑞宝、上海瑞格、银光镁业、盐湖镁业、万丰镁业、湖南稀土金属材料研究院、重庆镁业等重点生产单位与科研院所。随着环境与能源问题的日益突出，轻量化设计已成为汽车、能源、商用航空等行业产品设计的首选。随着镁合金及其加工成形技术的不断发展，材料性能不断提高，且生产制造成本不断下降，镁合金材料的工业化应用已成为近年来金属材料领域的研究热点。

镁合金按照应用工况与服役载荷可分为8种，其中压铸镁合金与稀土镁合金近年来的需求量持续增加，见图1。与其他金属材料、工程塑料相比，镁合金密度低、减震性高、电磁屏蔽效果好、降噪性能优，且具有良好的加工成形与回收性能，在制造加工难度与材料应用发展两个维度都属于当今材料学领域的研究热点，见图2。表1所示为国内常用镁合金材料的微观组织与材料特性。

图1 镁合金材料分类

图2 材料制造难度与应用发展综合评价分析

表1 国内常用镁合金微观组织与材料特性

自1929年推出AZ91，镁合金的工业化应用才算是得到了实质性的进展。自20世纪20年代镁合金就开始在赛车上进行了应用性尝试，德国大众甲壳虫汽车自1939年就开始采用压铸镁合金曲轴箱，截止到1980年共生产了1 900万辆，镁合金制品总用量高达38万吨。汽车领域镁合金主要用于制造壳体、电力系统、动力系统等部件，减重效果见表2。汽车用镁合金的典型服役部件与材料牌号见表3，表4所示为镁合金在航空航天领域的应用。

表2 汽车领域用镁合金减重效果（对比铝合金）

表3 汽车用典型镁合金牌号

表4 镁合金在航空航天领域的应用

根据主添加元素的不同，镁合金可分为AZ系列（Mg-Al-Zn）、AM系列（Mg-Al-Mn）、AS系列（Mg-Al-Si）与AE系列（Mg-Al-RE）。AZ系列具有较佳的力学性能、铸造性能与耐蚀性能，且具有较高的屈服强度，常用于制造形状复杂的薄壁压铸件；AM系列多用于制造经受冲击载荷、安全性较高的服役部件。当前，AZ91D（Mg-9Al-0.7Zn-0.2Mn）和AM60B（Mg-6Al-0.2Mn）两个牌号占汽车用镁合金的90%。AZ、AM系列使用温度一般不超过150 ℃，高温服役部件一般常选用AS系列镁合金，AS系列具有较佳的蠕变性能，可用于制造曲轴箱、风扇套、电机支架、叶片定子与离合器活塞等部件。镁合金在汽车、枪械与电子产品等领域的典型应用见图3。

图3 镁合金材料的典型应用