随着现代科技的不断发展，金属材料的消耗与日俱增，金属矿产资源逐渐趋于枯竭。镁是地球上储量最丰富的元素之一，在地壳表层金属矿的资源含量为2.3%，位居常用金属的第4 位，此外在盐湖及海洋中镁的含量也十分可观，如海水中镁含量达2.1×1015 吨。在很多金属趋于枯竭的今天，加速开发镁金属材料是实现可持续发展的重要措施之一。由国际著名镁合金专家联合撰写的“镁基合金”（师昌绪、柯俊、R.W 卡恩主编《材料科学与技术》丛书第8 卷）一文指出：“在材料领域中，还没有任何材料像镁那样潜力与现实有如此大的颠倒。

镁在汽车领域

镁满足了汽车工业减重、节能、环保以及通讯电子器件高度集成化和轻薄小型化的要求，因此镁是目前最理想的汽车轻型结构材料。用镁合金制造汽车、摩托车发动机、减速箱、轮毂、减震系统等结构和运动部件，不仅能降低汽车、摩托车的重量和能耗、提高整车加速、制动性能，还能降低行驶振动和噪声、提高驾乘舒适度。

​铸镁车轮首次使用是在1967年的菲亚特，后来是1978年的阿尔法罗密欧。1968年，保时捷推出了一款使用镁的6缸曲轴箱。第一款镁仪表板横梁车型出现在1989年的奥迪车型上，后来传到美国，并在1995年的出现在通用汽车公司Model车型上。奥迪在1999年推出了首款镁质自动变速箱；在2003年，戴姆勒-克莱斯勒公司在奔驰安装了更大型号的变速箱。2003年第一台大型镁质散热器支架/载体出现在北美车辆福特F-150上。2004年，宝马推出了复合镁/铝硅I-6曲轴箱。

关于镁锻造产品，陶氏化学公司在20世纪20年代用片材和挤出成分生产示范性卡车。通用汽车公司为1952年的克尔维特制造了有限数量的镁盖罩。国际收割机公司在1955-1965年期间成功生产了6,300辆含有镁板和挤压件的轻型卡车。目前，唯一的汽车锻造产品是在2005年保时捷上使用的锻造车轮和内饰板。下表是近年来镁应用于汽车上的零部件。

汽车制造公司

应用镁合金零部件名称

克莱斯勒

转向术、托架、汽门盖、方向盘、油底壳、仪表集成和大灯架等20多个压铸件

福特

手动变速壳、岐管盖和后座架等30多个压铸件

通用

仪表板、离合器箱、变速箱静子、离合器助力泵、汽门盖、托架、转向柱、滤油器接头、进气管等45 个压铸件

大众

仪表板支架、发动机汽缸罩盖、座位架、齿轮箱盖、变速箱壳体、进气岐管、4轮驱动传动箱

宝马

轮圈、齿轮箱盖、V8 引擎及托架

奔驰

座位架、汽缸头盖及轮圈

宝时捷

轮圈、进气岐管、曲轴箱体、齿轮箱、前盖及油泵箱

在过去的20年里，汽车行业中镁用量每年以10-15％的速度增长，即用在美国普通汽车制造商戴姆勒-克莱斯勒公司，福特汽车公司和通用汽车（3,360磅）这些汽车上的镁范围在10-12磅。相交于260磅的塑料、280磅的铝和2,150磅钢/铸铁，这个含量十分的微小。那么为什么镁在汽车领域的用量如此之少呢？

欧洲和美国的汽车制造商有不同的镁使用标准。在欧盟，减重是为了提高燃油效率，并减少排放量。而美国汽车中使用Mg有时被用来解决CAFÉ（美国的油耗及排放评定标准）的要求。欧洲的OEM公司也在其昂贵的车辆中使用镁，通过减轻前部的重量（将重心移到尾部）来提高驾驶性能。现在业内公认车辆上使用更多的镁有四个主要的技术挑战：1、 认为高压铸造（HPDC）成本太高，质量太差。2、一般腐蚀问题。 3、电偶腐蚀问题。4、将镁组件固定在铁结构上不是一个持久的过程。换句话说，推进镁在车辆上的应用要沿着这四大方向。

成本/质量问题：高压压铸（HPDC）是汽车镁零件的主要生产工艺。在镁的完全计算成本（即合金+模具+部件制造+防腐蚀+紧固+车辆安装/组装+修理）低于现有材料/部件之前，镁的用量不会发生大的变化。HPDC组件的质量变化也是车辆工程师面临的问题。

工程/制造方面的挑战：在应用中必须应对镁合金零件腐蚀的挑战。镁资源回收使用也是镁产业的主要挑战。

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一般腐蚀问题：现代HPDC镁合金与低碳钢具有几乎相同的普通耐腐蚀性（CR），与含2％Fe和2-4％Cu的HPDC Al相比，性能要好得多。较旧的镁合金在车辆环境中迅速腐蚀，因为它们含有的铜，铁和镍杂质的含量高，因此耐腐蚀性也相应差。对于大多数应用，HPDC镁合金的CR是足够的，不需要任何保护性处理。 然而，在某些特定条件下（如海洋环境），需要表面保护。

凝固（相尺寸和浓度），孔隙率和材料质量的影响：富含杂质的相（即引起Mg腐蚀的相）和Mg17Al12 β相（更耐腐蚀的高Al相）的尺寸和分布对腐蚀有很大的影响。缓慢的固化和热处理都会增加沉淀物的尺寸和形状，并可能增加孔隙率和其他瑕疵，从而降低镁铸件的CR。HPDCs冷却快，结构较细，夹杂物较小，对杂质的耐受性比低几个数量级的砂铸件要高。有了足够的铝，HPDC中的Mg17Al12相会呈现出连续的网络结构并可提供保护性氧化层。但在慢速凝固的铸件中，β相均匀分散并且不提供表面覆盖或保护。

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电偶腐蚀是限制镁在车辆中使用的最紧迫的技术和经济问题之一。当与另一种金属电连接时，或镁浸入同一导电液体（电解液）中，就会产生电偶腐蚀。即当存在电化学电位差加上液体电解质时，电流可以从一个流向另一个。对于镁合金来说，这是一个严重的问题，必须应用设计上加以防范。在酸性水，含氯化物水或湿气凝结物的存在下，电偶腐蚀会变差; 去除金属连接或电解质也可消除腐蚀。

通过电解液的电流是通过离子流来完成的。其中一种金属溶解在电解质中以提供离子; 这被称为阳极。不溶解的金属是阴极。由于其在电位序列中的位置，对于几乎所有其他金属而言，Mg是阳极的。一般来说，电化学电位差越大，腐蚀越大; 因此，镁铁对比镁铝更严重。裸金属接触就是这种情况。但情况更为复杂，有时在Mg部分和阴极上会形成保护膜，从而增加了电流的电阻并降低了腐蚀速率; 例如锡可被阴极极化以减少其他金属的侵蚀。

另一种形式的电化学腐蚀是由于异种金属小颗粒的表面污染，造成的严重点蚀。这可能发生在含有二硫化钼和碳的模具润滑剂的铸造，锻造，挤压，轧制和冲压过程中，从模具上转移的铁颗粒，或喷丸介质中存在的重金属。酸洗溶液如果含有重金属盐，也会造成问题。

​电偶腐蚀最常见的来源是紧固件。最有效的补救措施是选择兼容的接合材料并减少阴极表面积。镁可以通过大多数金属加工行业常用的键合，机械紧固和焊接方法来连接。但是为了消除或者减少电偶腐蚀，这些所有工艺都必须进行优化。考虑到镁的反应性和与其他金属不同的材料特性；工艺选择要基于考虑材料类型（铸造或锻造，裸露或涂覆等），合金和要连接的材料，操作环境（温度，湿度，盐度等）设计等。

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