镁合金作为最轻的金属结构材料，在航空、航天、汽车、高铁、通信等领域有着巨大的应用潜力，成为最具发展前景的金属结构材料之一。中国是镁资源大国，拥有大量的镁矿资源和含镁盐湖资源。2003 年以来，我国已连续18 年成为世界上最大的原镁生产国与出口国。大力推进镁合金工业化应用，不仅是结构材料轻量化、保护环境的重要举措，也是充分利用我国丰富的资源、缓解对铁铝矿资源进口依赖的重要举措，特别是在复杂多变的国际形势下具有极其重要的战略意义。

      据中国有色金属工业协会统计，2019 年我国原镁产量96.9 万吨，同比增长12.2%。目前，全球原镁约有45% 用于生产镁合金，70% 用于汽车行业，20% 用于3C 电子产品，10% 用于军工等领域。如图7-6 所示，2019 年我国出口原镁和镁制品45.16 万吨，出口量占全球总产量的53%。镁合金深加工产品以压铸方式为主，但存在一定局限性，制约了镁合金应用的大规模扩展。变形镁合金产品需进一步从加工技术到应用技术进行攻关。

1、镁合金在汽车领域的应用

近十年来，我国汽车保有量稳步增加，消耗石油占到整个石油消费总量的59%。我国汽车轻量化效果较低，汽车平均百公里油耗远高于国外发达国家，对环境带来极大压力。与钢铁和铝相比，使用镁合金零部件产生的轻量化效果更加显著。每使用1kg 镁，可使轿车寿命期减少30kg 尾气排放。目前，北美汽车生产厂家每辆汽车用镁量为1.5 ～ 3.5kg，某些车型已超过20kg。根据我国汽车轻量化路线图，到2020 年、2025 年和2030 年，单车用镁合金要分别达到15kg、25kg 和45kg。以2025 年生产3500 万辆、单车消耗25kg 镁合金测算，需求量为87.5 万吨。以2030 年单车用量45kg 计算，则需要172 万吨。2019 年，我国生产纯电汽车130 万辆，小型乘用车2500 万辆，如果仅把每辆车的覆盖件改为65kg 的镁合金板材，就需要203 万吨。长春一汽、上汽大众、重庆长安汽车等车企都已开始批量使用镁合金。展望未来，汽车用镁合金用量或将迎来井喷式增长。

国外对镁合金在汽车上的应用十分重视, 很早就出台了推动镁合金在汽车上应用的中长期计划。为了加速镁合金在汽车上的应用，美国通用汽车已和重庆大学、上海交通大学等单位进行了10 年以上的技术合作。我国也高度重视镁合金在汽车上的应用。自2000 年起，国家科技部、发改委、工信部等部门分别安排了“交通工具用镁合金零部件生产及应用共性关键技术研究开发及产业化”“高性能镁合金的研制和应用”等一批国家和省部级项目，在新型高强度镁合金材料、镁合金压铸技术、镁合金轧制和挤压加工技术、镁合金连接技术等方面取得了重要进展，为镁合金材料的进一步应用打下了坚实的基础。开发了50 多款镁合金汽车零部件，如方向盘芯骨、电器支架、后窗框、门内框、辅助转动支架等，并已实现累计装车超过5000 万辆，取得了较好的经济效益和社会效益。

因此，在汽车、摩托车等交通工具领域，镁合金充分展示出质轻、减振性能优良的特点，已在以发动机和变速箱为代表的动力传动系统，以副车架、轮毂、悬架、转向器为代表的行驶转向系统，以车身、车门、前后舱体、仪表板支架、座椅骨架、中控支架为代表的车体及内装系统等形成了规模化应用。根据我国最新的汽车轻量化路线图，未来镁合金在汽车上的应用量将超过100kg/ 台。

2、镁合金在轨道交通装备上的应用

我国轨道交通发展迅猛，由于能源紧张和对节能减排、安全舒适的更高要求，轨道交通装备轻量化已成为轨道交通发展的重要课题。很多新建的轨道交通列车装备开始大面积使用铝合金等轻量化材料，产生了巨大的经济效益和社会效益。镁合金由于具有更高的比强度和比刚度、更好的减振降噪效果、更优异的电磁屏蔽效果，已在部分轨道交通内饰件和连接件上得到初步的规模应用。

新建的和即将更新换代的轨道交通装备是镁合金材料及制品的潜在应用对象，以长春轨道客车厂和唐山轨道客车厂等为代表的我国轨道交通列车年产量近几年均在3000 辆左右，产值将超过1200 亿元人民币。山西银光华盛镁业等镁合金加工企业的镁制品已在100 余条地铁、400 余条高铁线路上得到了应用，使得整车车身得以减重，很大程度上提高了列车的动力，降低能耗。随着轨道交通的快速发展和镁合金材料制备与加工技术的进步，具有优异性能的镁合金材料及制品必将在轨道交通装备上获得更加广泛的应用。

3、镁合金在电动自行车上的应用

全国的电动自行车保有量已经超过了2.3 亿辆，年产量一直保持在2000 万辆以上。但是，80% 以上的电动自行车目前都属于超标产品（重量及最高速度）。按照现行的国家标准，电动自行车最高车速应不大于20km/h，整车质量（重量）应不大于40kg。对增加了电池的电动自行车来说，轻量化是一个很重要的选择，在整车减重上有明显效果后，将会使一次充电后行驶距离进一步延长。镁合金减振性好，舒适度高；散热性好，可降低刹车系统温度，延长刹车轮毂使用寿命，较轻的镁合金轮毂有利于改善加速与刹车性能。

目前，天津、河北、浙江、山西、山东等已经有很多企业生产镁合金自行车和电动自行车部件。除了车架、支梯、泥板、支棍等镁合金车体部件外，镁合金轮毂的应用更是加大了单车镁合金的用量。如果有50% 的电动自行车每辆使用5kg 的镁合金，一年将会新增80000吨的镁合金市场。

4、镁合金在LED照明灯具上的应用

LED 被公认为当前最具发展前景的第四代绿色光源。尽管镁合金的热导率比铝差，但镁合金零部件的散热效果却高于铝合金，这为镁合金在散热要求较高的LED 行业推广应用提供了非常好的机会。

镁合金应用于LED 照明领域的部件主要是路灯壳体及灯架、灯管型材、筒灯壳体、球泡灯壳体、隧道灯壳体以及LED 散热模组等。包括镁合金压铸件和型材，表面处理采用氟碳喷涂、喷塑和阳极氧化。据初步估计，2020 年镁合金在LED 行业的应用量将达到2 万吨。

5、镁合金在3C产品领域的应用

镁合金已在笔记本电脑外壳领域得到广泛应用，目前惠普、戴尔、联想等主流品牌均大量使用，而且应用量正在呈上升趋势。采用镁合金挤压板材进行CNC 机加工3C 产品外壳，可以获得更好的力学性能和外观质量，因此，微软公司平板电脑外壳几乎都采用镁合金挤压板材，仅2017 年的采购量就在1.5 万吨左右。应用镁合金的3C 产品还包括投影仪、数码相机、网络通信设备、视听设备等。

6、镁合金在航空航天和军工关键装备上的应用

具有质轻、比强度高、比刚度高、阻尼减振、电磁屏蔽以及铸造、切削加工性能优异和易回收等优点的镁合金材料在大飞机、载人航天、探月工程等国家重大工程和军事领域的轻量化和减重方面发挥着越来越关键的作用，日益受到重视、应用面逐渐扩大。

飞机结构中除了内部支架框架以外，蒙皮、地板、舱板等最适合使用宽幅镁合金薄板。有试验结果表明，飞机减重1 磅A 所带来的经济效益，商用机为300 美元，战斗机为3000 美元，航天器为30000 美元，综合减重效果比铝合金高出25% ～ 35%。欧洲空客公司早在20世纪就开发了镁合金板，比使用铝合金减重十数吨。我国的西飞、成飞很早就在机体内使用了镁合金锻件、铸件和板材。高性能镁合金在航空航天和军工关键装备等领域应用潜力十分巨大。随着高性能镁合金的发展，镁合金在飞机发动机附件机匣、进气机匣、反推力叶栅，直升机传动系统机匣，导弹舱体、导弹弹翼、卫星舱体、战斗机驾驶舱框架，月球车机械臂，战车发动机部件、轮毂、框架，卫星部件，坦克零部件等领域的应用潜力将逐步释放。

7、镁合金在石油钻采领域的应用

镁合金由于具有低电极电位而容易腐蚀，通过在镁合金中添加Cu 或Ni 元素进一步提高其降解速率，同时获得高强度和高降解速率，对多级分段压裂技术的发展有重要应用价值，在油气开采领域具有巨大的应用前景，预计未来的需求规模将超过每年20 亿元。

8、镁合金在储能材料领域的应用

镁基储能材料主要包括镁基储氢材料和镁电池。镁及其合金可与氢形成Mg-H 化合物，例如Mg2Ni、Mg2Cu、Mg(BH4)2 等镁基储氢材料，稳定储氢量质量分数在2% ～ 15%，且具有较好的吸放氢动力学，部分体系非常接近燃料电池中质子交换膜的工作温度（约80℃），为未来规模化应用打下了基础。镁电池的应用将是电池工业的颠覆性革命，市场容量将超万亿美元。

9、镁合金在其他领域的应用

镁合金在纺织机械领域的用量稳步上升，已累计装机超过1000 万架，纺织断线率下降超过60%，充分发挥了镁合金减振性能优势。例如，镁合金用于纺织机械的贾卡底座零部件已实现了规模化应用，产品远销法国、日本、韩国等国家，取得了良好的社会和经济效益。

在智能装备领域，镁合金因其质轻减振优势，可显著改善装备精度和延长使用寿命，展现出巨大的市场空间。镁合金因其化学性质相对活泼，将被进一步广泛应用于牺牲阳极、电池阳极等。