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隨著現代科技的不斷發展，金屬材料的消耗與日俱增，金屬礦產資源逐漸趨于枯竭。鎂是地球上儲量最豐富的元素之一，在地殼表層金屬礦的資源含量為2.3%，位居常用金屬的第4 位，此外在鹽湖及海洋中鎂的含量也十分可觀，如海水中鎂含量達2.1×1015 噸。在很多金屬趨于枯竭的今天，加速開發鎂金屬材料是實現可持續發展的重要措施之一。由國際著名鎂合金專家聯合撰寫的“鎂基合金”（師昌緒、柯俊、R.W 卡恩主編《材料科學與技術》叢書第8 卷）一文指出：“在材料領域中，還沒有任何材料像鎂那樣潛力與現實有如此大的顛倒。

鎂在汽車領域

鎂滿足了汽車工業減重、節能、環保以及通訊電子器件高度集成化和輕薄小型化的要求，因此鎂是目前最理想的汽車輕型結構材料。用鎂合金制造汽車、摩托車發動機、減速箱、輪轂、減震系統等結構和運動部件，不僅能降低汽車、摩托車的重量和能耗、提高整車加速、制動性能，還能降低行駛振動和噪聲、提高駕乘舒適度。

?鑄鎂車輪首次使用是在1967年的菲亞特，后來是1978年的阿爾法羅密歐。1968年，保時捷推出了一款使用鎂的6缸曲軸箱。第一款鎂儀表板橫梁車型出現在1989年的奧迪車型上，后來傳到美國，并在1995年的出現在通用汽車公司Model車型上。奧迪在1999年推出了首款鎂質自動變速箱；在2003年，戴姆勒-克萊斯勒公司在奔馳安裝了更大型號的變速箱。2003年第一臺大型鎂質散熱器支架/載體出現在北美車輛福特F-150上。2004年，寶馬推出了復合鎂/鋁硅I-6曲軸箱。

關于鎂鍛造產品，陶氏化學公司在20世紀20年代用片材和擠出成分生產示范性卡車。通用汽車公司為1952年的克爾維特制造了有限數量的鎂蓋罩。國際收割機公司在1955-1965年期間成功生產了6,300輛含有鎂板和擠壓件的輕型卡車。目前，唯一的汽車鍛造產品是在2005年保時捷上使用的鍛造車輪和內飾板。下表是近年來鎂應用于汽車上的零部件。

汽車制造公司

應用鎂合金零部件名稱

克萊斯勒

轉向術、托架、汽門蓋、方向盤、油底殼、儀表集成和大燈架等20多個壓鑄件

福特

手動變速殼、岐管蓋和后座架等30多個壓鑄件

通用

儀表板、離合器箱、變速箱靜子、離合器助力泵、汽門蓋、托架、轉向柱、濾油器接頭、進氣管等45 個壓鑄件

大眾

儀表板支架、發動機汽缸罩蓋、座位架、齒輪箱蓋、變速箱殼體、進氣岐管、4輪驅動傳動箱

寶馬

輪圈、齒輪箱蓋、V8 引擎及托架

奔馳

座位架、汽缸頭蓋及輪圈

寶時捷

輪圈、進氣岐管、曲軸箱體、齒輪箱、前蓋及油泵箱

在過去的20年里，汽車行業中鎂用量每年以10-15％的速度增長，即用在美國普通汽車制造商戴姆勒-克萊斯勒公司，福特汽車公司和通用汽車（3,360磅）這些汽車上的鎂范圍在10-12磅。相交于260磅的塑料、280磅的鋁和2,150磅鋼/鑄鐵，這個含量十分的微小。那么為什么鎂在汽車領域的用量如此之少呢？

歐洲和美國的汽車制造商有不同的鎂使用標準。在歐盟，減重是為了提高燃油效率，并減少排放量。而美國汽車中使用Mg有時被用來解決CAFé（美國的油耗及排放評定標準）的要求。歐洲的OEM公司也在其昂貴的車輛中使用鎂，通過減輕前部的重量（將重心移到尾部）來提高駕駛性能。現在業內公認車輛上使用更多的鎂有四個主要的技術挑戰：1、 認為高壓鑄造（HPDC）成本太高，質量太差。2、一般腐蝕問題。 3、電偶腐蝕問題。4、將鎂組件固定在鐵結構上不是一個持久的過程。換句話說，推進鎂在車輛上的應用要沿著這四大方向。

成本/質量問題：高壓壓鑄（HPDC）是汽車鎂零件的主要生產工藝。在鎂的完全計算成本（即合金+模具+部件制造+防腐蝕+緊固+車輛安裝/組裝+修理）低于現有材料/部件之前，鎂的用量不會發生大的變化。HPDC組件的質量變化也是車輛工程師面臨的問題。

工程/制造方面的挑戰：在應用中必須應對鎂合金零件腐蝕的挑戰。鎂資源回收使用也是鎂產業的主要挑戰。

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一般腐蝕問題：現代HPDC鎂合金與低碳鋼具有幾乎相同的普通耐腐蝕性（CR），與含2％Fe和2-4％Cu的HPDC Al相比，性能要好得多。較舊的鎂合金在車輛環境中迅速腐蝕，因為它們含有的銅，鐵和鎳雜質的含量高，因此耐腐蝕性也相應差。對于大多數應用，HPDC鎂合金的CR是足夠的，不需要任何保護性處理。 然而，在某些特定條件下（如海洋環境），需要表面保護。

凝固（相尺寸和濃度），孔隙率和材料質量的影響：富含雜質的相（即引起Mg腐蝕的相）和Mg17Al12 β相（更耐腐蝕的高Al相）的尺寸和分布對腐蝕有很大的影響。緩慢的固化和熱處理都會增加沉淀物的尺寸和形狀，并可能增加孔隙率和其他瑕疵，從而降低鎂鑄件的CR。HPDCs冷卻快，結構較細，夾雜物較小，對雜質的耐受性比低幾個數量級的砂鑄件要高。有了足夠的鋁，HPDC中的Mg17Al12相會呈現出連續的網絡結構并可提供保護性氧化層。但在慢速凝固的鑄件中，β相均勻分散并且不提供表面覆蓋或保護。

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電偶腐蝕是限制鎂在車輛中使用的最緊迫的技術和經濟問題之一。當與另一種金屬電連接時，或鎂浸入同一導電液體（電解液）中，就會產生電偶腐蝕。即當存在電化學電位差加上液體電解質時，電流可以從一個流向另一個。對于鎂合金來說，這是一個嚴重的問題，必須應用設計上加以防范。在酸性水，含氯化物水或濕氣凝結物的存在下，電偶腐蝕會變差; 去除金屬連接或電解質也可消除腐蝕。

通過電解液的電流是通過離子流來完成的。其中一種金屬溶解在電解質中以提供離子; 這被稱為陽極。不溶解的金屬是陰極。由于其在電位序列中的位置，對于幾乎所有其他金屬而言，Mg是陽極的。一般來說，電化學電位差越大，腐蝕越大; 因此，鎂鐵對比鎂鋁更嚴重。裸金屬接觸就是這種情況。但情況更為復雜，有時在Mg部分和陰極上會形成保護膜，從而增加了電流的電阻并降低了腐蝕速率; 例如錫可被陰極極化以減少其他金屬的侵蝕。

另一種形式的電化學腐蝕是由于異種金屬小顆粒的表面污染，造成的嚴重點蝕。這可能發生在含有二硫化鉬和碳的模具潤滑劑的鑄造，鍛造，擠壓，軋制和沖壓過程中，從模具上轉移的鐵顆粒，或噴丸介質中存在的重金屬。酸洗溶液如果含有重金屬鹽，也會造成問題。

?電偶腐蝕最常見的來源是緊固件。最有效的補救措施是選擇兼容的接合材料并減少陰極表面積。鎂可以通過大多數金屬加工行業常用的鍵合，機械緊固和焊接方法來連接。但是為了消除或者減少電偶腐蝕，這些所有工藝都必須進行優化。考慮到鎂的反應性和與其他金屬不同的材料特性；工藝選擇要基于考慮材料類型（鑄造或鍛造，裸露或涂覆等），合金和要連接的材料，操作環境（溫度，濕度，鹽度等）設計等。

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