鎂合金材料優(yōu)缺點(diǎn)顯著，但作為目前工業(yè)應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其應(yīng)用領(lǐng)域遍及機(jī)械、航天航空、工業(yè)生產(chǎn)、3C產(chǎn)品等，所以高性能鎂合金材料的開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。
純鎂的優(yōu)點(diǎn)雖然很多，但是力學(xué)性能較低，其應(yīng)用范圍受到很大的限制。通過(guò)在純鎂中添加合金化元素，得到高強(qiáng)度，質(zhì)輕，高比剛度的鋁合金材料。它在保持純鋁原有優(yōu)質(zhì)性能的基礎(chǔ)上，又可以顯著改善鎂的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)生活中，極大促進(jìn)材料的發(fā)展。
(1)鎂合金的密度比純鎂稍高，在1.75～1.85g/cm-3之間。其比強(qiáng)度/比剛度均很高，比彈性模量與高強(qiáng)鋁合金/合金鋼大致相同，遠(yuǎn)高于工程塑料，幾乎為一般塑料的10倍。
(2)彈性模量較低，但受到外力作用時(shí)，應(yīng)力分布將更為均勻，可以避免過(guò)高的應(yīng)力集中。在彈性范圍內(nèi)承受沖擊載荷時(shí)，所吸收的能量比鋁高50%左右，因此鎂合金適宜于制造承受猛烈沖擊的零部件。
(3)阻尼性能好，適合于制備抗振零部件。切削加工性能優(yōu)良，其切削速度大大高于其他金屬。不需要磨削、拋光處理，不使用切削液即可以得到粗糙度很低的加工面。鎂合金在受到?jīng)_擊或摩擦?xí)r，表面不會(huì)產(chǎn)生火花。 且鑄造性能優(yōu)良，可用幾乎所有鑄造工藝來(lái)鑄造成形。
(4)可降解性好，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，可實(shí)現(xiàn)鎂在人體中的降解吸收，生物安全性高，生物力學(xué)相容性好，是最理想的骨內(nèi)固定修復(fù)材料。
(5)成本低。鎂是包括海洋在內(nèi)地球表層最為豐富的金屬元素，含量豐富且價(jià)格低廉。在實(shí)際醫(yī)學(xué)應(yīng)用中可廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。
(1)耐熱性差是阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的主要原因之一。當(dāng)溫度升高時(shí)，它的強(qiáng)度和抗蠕變性能大幅度下降，使其難以作為關(guān)鍵零件(如發(fā)動(dòng)機(jī)零件)在汽車(chē)等工業(yè)中廣泛的應(yīng)用。耐熱鎂合金的開(kāi)發(fā)中用的合金元素主要是稀土元素(RE)，但由于稀土合金的高成本成為應(yīng)用的一大障礙。
(2)耐腐蝕性差。由于鎂相對(duì)活潑，在室溫下很容易被空氣氧化，形成氧化膜、膜多孔、疏松;在液態(tài)下容易劇烈氧化、燃燒，所以鎂合金必須在溶劑覆蓋下或在保護(hù)氣氛中熔煉。鎂合金鑄件的固溶處理也要在SO2、CO2或SF6氣體保護(hù)下進(jìn)行，或在真空下進(jìn)行。耐蝕性差，嚴(yán)重制約了鎂合金材料的應(yīng)用。
(3)阻燃性差。鎂合金在熔煉澆鑄過(guò)程中，易發(fā)生劇烈的氧化燃燒?，F(xiàn)有的熔劑保護(hù)法和氣體保護(hù)雖是有效的阻燃方法，但在應(yīng)用中產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，并使合金性能降低，造成設(shè)備投資增大。因此需開(kāi)發(fā)阻燃性能和力學(xué)性能均良好的阻燃鎂合金。
新材料的開(kāi)發(fā)就是為了擴(kuò)展材料的應(yīng)用領(lǐng)域，由于鎂合金質(zhì)輕、散熱功能佳、原料易取得等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在交通、通信、醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，下面簡(jiǎn)要介紹其幾種常見(jiàn)應(yīng)用。
(1)鎂合金材料在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用。鎂合金材料可以作為汽車(chē)、摩托車(chē)、自行車(chē)等機(jī)械的零部件，提高燃油經(jīng)濟(jì)性綜合標(biāo)準(zhǔn)，并降低廢氣排放和燃油成本。且其應(yīng)用可以減輕機(jī)械的質(zhì)量。以汽車(chē)為例，車(chē)輛減重可以增加車(chē)輛的裝載能力和有效載荷，改善剎車(chē)和加速性能。 同時(shí)，鎂合金具有的優(yōu)異的變形及能量吸收能力大大提高了汽車(chē)的安全性能。鎂合金壓鑄件具有一次成形的優(yōu)勢(shì)，可以將原來(lái)多種部件組合一次成形，這種代替眾多單個(gè)部件的方式可以大大提高生產(chǎn)率，同時(shí)還能達(dá)到減少制造誤差和裝配誤差，減少部件的摩擦，降低車(chē)輛噪聲，減少震動(dòng)現(xiàn)象。
(2)鎂合金材料在航空上的應(yīng)用。航空的高精度性使其對(duì)材料有諸多特殊的要求。比如，就航空材料而言，結(jié)構(gòu)減重和結(jié)構(gòu)承載與功能一體化是飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的重要方向。鎂合金由于其低密度、高比強(qiáng)度的特性使其很早就在航空工業(yè)上得到了應(yīng)用。航空材料的減重帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和性能的改善十分顯著，商用飛機(jī)與汽車(chē)減重相同質(zhì)量帶來(lái)的燃油費(fèi)用節(jié)省，前者是后者的一百倍。而戰(zhàn)斗機(jī)的燃油節(jié)省又是商用飛機(jī)的近10倍，更重要的是其機(jī)動(dòng)性能改善可以極大的提高其戰(zhàn)斗力和生存能力。正因?yàn)槿绱撕娇展I(yè)才會(huì)采用各種措施增加鎂合金的用量，并在相應(yīng)的零部件開(kāi)發(fā)上得以應(yīng)用，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、飛機(jī)以及導(dǎo)彈蒙皮和艙體，飛機(jī)壁板、汽油和潤(rùn)滑系統(tǒng)零件、油箱隔板、副油箱掛架等等。
(3)鎂合金材料在電子數(shù)字產(chǎn)品上的應(yīng)用。包括電腦，手機(jī)，通信設(shè)備等在內(nèi)的電子數(shù)字產(chǎn)品行業(yè)是當(dāng)今全球發(fā)展最為快速的產(chǎn)業(yè)之一，數(shù)字化技術(shù)導(dǎo)致了各類(lèi)數(shù)字產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。近年來(lái)3C產(chǎn)品的設(shè)計(jì)往輕、薄、短、小的方向發(fā)展，因此在材料的開(kāi)發(fā)與特性選擇上，需要做相當(dāng)程度的考量。經(jīng)濟(jì)也是其中必不可少的考慮要素，成本低廉方能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，使經(jīng)濟(jì)利益最大化。此外，3C產(chǎn)品的外殼(手機(jī)及電腦)要能夠提供優(yōu)越的抗電磁保護(hù)作用，散熱功能佳，輕巧易攜。而鎂合金外殼能夠完全吸收頻率超過(guò)100db的電磁干擾;其比重在所有結(jié)構(gòu)用合金中屬于輕者，比重為鋁合金的68%，鋅合金的27%，鋼鐵的23%;散熱性極佳，可回收性好，原料易取得，外觀(guān)及觸摸質(zhì)感極佳，使產(chǎn)品更具豪華感。在實(shí)際應(yīng)用上鎂合金材料又比鋁合金材料有較佳的防震性，更可用于對(duì)震動(dòng)敏感的電子零組件托架、避震器及氣動(dòng)工具等產(chǎn)品。
(4)鎂合金材料在軍事上的應(yīng)用。現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)武器提出了更多苛刻的要求，鎂合金材料的特性可減輕武器裝備質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)武器裝備輕量化，提高武器裝備各項(xiàng)戰(zhàn)術(shù)性能的理想結(jié)構(gòu)材料。近年來(lái)，鎂合金及鎂基復(fù)合材料已逐步在武器和彈藥上得到成功應(yīng)用，發(fā)展十分尋迅速。
(5)鎂合金材料在冶金工業(yè)上的應(yīng)用。在冶金行業(yè)，鎂被用于鑄鐵熔體的脫硫和石墨的球化，生產(chǎn)硬度和韌性得到大幅度改善的球墨鑄鐵。也被廣泛的用于鋼的脫硫劑。另外，在鋼基和鎳基合金的生產(chǎn)過(guò)程中，鎂通常被用作脫氧劑。迄今，鎂的最大應(yīng)用領(lǐng)域是作為鋁合金提高強(qiáng)度和抗腐蝕能力的合金化元素。另外，鎂被加入鋅的壓鑄合金中，提高其強(qiáng)度和改善尺寸穩(wěn)定性。
(6)鎂合金材料在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，鎂被大量使用在著名的生產(chǎn)復(fù)雜和特種有機(jī)物及金屬有機(jī)物的工藝中。鎂還被用于生產(chǎn)鎂的烷基或烴基和芳基金屬化合物;在潤(rùn)滑油中用作中和劑;用于氬氣和氫氣的凈化;在真空管道制造中用作吸氣劑;用于生產(chǎn)硼、鋰、鈣的氫化物;用于鍋爐用水的脫氧脫氯劑等等。在電化學(xué)方面的應(yīng)用包括陰極保護(hù)、制造電池和光刻等鎂犧牲陽(yáng)極用于延長(zhǎng)各種金屬裝置的壽命，其中包括：家用和工業(yè)用熱水器;各種地下構(gòu)建物，例如地下電纜、管線(xiàn)、井體、儲(chǔ)槽和塔基等;以及海水冷凝器、船殼、壓載箱和在海洋環(huán)境中使用的鋼樁等等。
鎂合金材料具有資源豐富、性能佳、污染小、價(jià)格低等諸多優(yōu)良特性，積極開(kāi)展對(duì)新型鎂合金材料的研究開(kāi)發(fā)意義非凡。但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，鎂合金合成技術(shù)相對(duì)落后，若能解決共性的技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)新型鎂合金以及改善鎂合金性能缺陷，提高其耐高溫性能、抗蠕變性能、耐腐蝕性能，獲得更多高品質(zhì)鎂合金材料，擴(kuò)展材料新領(lǐng)域，那么鎂合金材料具有巨大的發(fā)展空間。