海北生产镁合金带镁合金带轴

基础材料领域的高速发展给社会、经济、文化体系等各方面带来了重大变化。作为基础材料产业的一个重要门类，我国镁合金材料产业自响应落实“十三五”系列战略措施以来，自主研发了10余种镁合金材料并成功应用于航空、航天、、汽车等领域，大幅降低了镁合金产品的成本，提升了产品市场竞争力。我国镁资源丰富，受汽车节能减排及轻量化等需求刺激，有望促进镁合金材料消费市场的进一步发展，为产业发展带来机遇与挑战。

我国积极开展了镁合金材料的研制工作，在稀土镁合金、大尺寸铸棒、大型复杂件的工程技术方面取得重要突破，研制的部分高强镁合金大尺寸复杂铸件、高强耐热镁合金大规格挤压型材/锻件等达到世界水平。具体来看，2019年，南京云海特种金属股份有限公司在技术研发和生产整合方面取得重大进展，生产的锻造镁合金轮毂在汽车主机企业得到应用。上海交通大学轻合金精密成型研究中心开发了新型轻质镁稀土合金材料，成功应用于直升机关键复杂承力部件，轻量化效果显著，并已实现批量稳定制造，填补了我国新一代直升机用高强耐热镁合金材料空白。重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心研制出AT、AE、VW系列等40多种新型镁合金，其中有16种合金成为国家标准牌号，十几种合金得到工程应用和产业化推广。东北大学开发了大规格镁合金扁铸锭生产技术，目前能够生产大截面为1450mm×400mm的镁合金大扁锭；开发了镁合金宽幅板带卷轧制成套技术，已实现产业化应用。中南大学和长春应用化学研究所等单位开发出高强高韧稀土镁合金、压铸镁合金和稀土镁合金批量生产技术，成功应用于航空、航天、、汽车、电子产品等领域，大幅降低了稀土镁合金产品的成本，提升了市场竞争力，填补了国内相关领域的空白。

相较于普通镁合金材料，稀土镁轻质结构合金材料在添加稀土后，具有强度高、韧性好、耐热耐蚀等显著优势，解决了制约镁合金材料广泛应用的关键问题，是推进我国航空、航天、汽车、轨道交通等领域轻量化发展的关键基础材料。我国镁、稀土资源丰富，合金成型及加工技术成熟，市场应用空间大，稀土镁合金轻质结构材料产业体系完整，可实现自产自销。

稀土镁轻质结构合金材料未来的市场需求主要集中在：①镁稀土母合金、稀土镁合金短流程低成本制备技术开发及推广应用；②面向应用的新型稀土镁合金材料开发；③加工成型技术及配套装备研发；④完善稀土绿色冶炼分离技术，加快推广应用；⑤面向材料生命周期的系统研究，建立“产学研用”协同发展平台；⑥加快稀土镁轻质结构材料应用速度，在未来3~5年内实现领域向民用领域转化，逐渐扩大市场规模，到2035年将替代普通镁合金材料的比例达到30%。

镁合号众多，已在多领域大量应用的合金系列为Mg-Al系合金，特别是在铸造过程中表现出工艺稳定、烧损较小、室温条件下有着力学性能和高强耐腐蚀行为的AZ91镁合金。在变形镁合金方面，获得大量应用的是Mg-Zn系合金，其在热处理过程中表现出的时效强化行为。在该系列中，从合号ZM81的相关研究来看，其表现出比Mg–Al合金更的力学性能。ZK系合金主要为Mg-Zn-Zr系镁合金，是目前应用多的变形镁合金之一，代表是ZK61镁合金，其经高温成型冷却和人工时效处理后，抗拉强度大于300MPa，具有良好的塑性及耐蚀性，可加工性良好，能制造形状复杂的大型锻件。

Mg–Li合金的密度为1.35~1.65g/cm3，具有超轻高塑性特征，是一种超轻合金材料。美国已将Mg-Li合金应用于制造装甲输送车、航空和航天领域的非结构与次级结构件等。俄罗斯采用Mg–Li合金制成了航天器用的电器仪表件和外壳等零部件。日本把Mg-Li合金用于电子产品壳体和音响振膜等。我国近年来将Mg-Li合金应用于卫星仪表壳体件的制造中。在未来，随着研究的深入及技术的发展，超轻Mg-Li合金将会在航空、航天、汽车、计算机、通信和消费电子产品等领域有着更加深入广泛的应用。

目前，耐高温系镁合金已经在汽车发动机罩盖、缸体、引擎活塞及高速舱体等零部件上有着广泛应用。目前，各国研究者关于耐高温系镁合金的研究大部分还是聚焦于Mg、Al、Zn系的性能调控及稀土元素的合金化行为。其中，高温力学性能好的是以Mg-Gd系为代表的的镁稀土合金体系。目前亟需解决同步提高强度和塑性的问题，具体措施包括控制析出相形态分布、细化组织和降低杂质含量。另外，镁合金铸造性能应被重视，即合金设计时需综合考虑力学性能和铸造性能。就性能指标而言，强（强度>400MPa）耐热（使役温度>250℃）镁合金是目前国家亟需攻关的一类关键材料。随着技术不断地开发与发展，耐高温系镁合金将会在汽车动力系统部件、航天等对材料强度、耐高温能力及材料轻量化有着苛刻要求的领域中得到广泛应用。