1前言
近年来，运输机械材料多元化和先进制造技术相结合，使运输机械的轻量化有了很大进展。运输机械轻量化的要求，成为了高性能材料开发的促进剂。在镁合金市场，新型镁合金材料的开发十分活跃。另一方面，与同样的轻金属材料铝合金相比，镁合金的力学性能较差。从材料成本上看，利用镁合金实现轻量化的优点较少。因此将镁合金作为结构材料的应用进展较慢。为了将镁合金作为结构材料扩大在汽车中的应用，应开发出具有比其他材料更好的比强度、刚性和耐热性的新型镁合金。
2001年，研究人员发现，利用快速凝固粉末固化冶金（RS/P/M）法制造的Mg97Zn1Y2合金（WZ74）具有超过600MPa的屈服强度和高速超塑性，并且其高温强度是商用镁合金高温强度的2-3倍。这一发现诞生了具有突出特性的革新性镁合金WZ74。即使用更简便的铸造方法制作的WZ74材料，也有LPSO相析出，显示出高强度和高耐热性。因此WZ74具有很大的实用化希望。
WZ74的构成相是长周期堆垛有序（LPSO）相和α-Mg
相。LPSO相是强化相、显示出高强度和高耐热性。
后来的研究表明，许多合金都存在相同的强化相，都具有优良的特性。目前关于以LPSO相为强化相的合金类及其强化机制，进行着活跃的跨学界研究。
2铸造技术开发
镁合金部件主要是压铸件和锻件。日本企业着眼于镁合金延展材的制造，开发出挤压加工用坯的铸造技术。镁是高活性金属，容易被氧化，铸造时容易发生氧化皮膜卷入铸造品内。氧化皮膜等夹杂物混入铸造品内，会导致铸造品的静态强度和动态强度下降。因此应尽量减少氧化皮膜等夹杂物的混入。日本企业开发的合金熔液过滤技术可以去除100μm以上的夹杂物，并将对耐蚀性有不良影响的Fe、Ni、Cu等杂质元素含量降低到50ppm以下，制造出高质量的镁合金坯。目前，已有公司能够利用半连续铸造法和模具铸造法供应镁合金铸坯和镁合金锭。
最近，日本又开发出不仅适于挤压加工，而且适于锻造加工的塑性加工性优良的镁合金。
锻造材晶粒细化是提高锻造材强度的有效方法，并且对
之后的塑性加工也有好的影响。但铸造组织的微细化受合金熔液凝固时的冷却速度影响很大，所以铸造品尺寸增大时，铸造组织的微细化有一定困难。日本企业通过合金组成的调整和添加组织微细化剂以及改进铸造方法，成功铸造出直径小于100μm的均匀微细晶粒的镁合金小型坯，并获得了提高塑性加工性、力学性能和耐蚀性的效果（图1）。
3塑性加工技术的开发
WZ74系合金经塑性加工后，强度急剧升高。但由于镁的晶体结构是密排六方晶格，所以，塑性加工性不如铝。WZ74系合金也是如此。此外，高强度合金的挤压加工，不仅对镁合金，对铝合金也是非常困难的技术。日本企业通过反复的试验评价，探讨良好镁合金特性与高生产效率兼顾的挤压加工条件，成功地开发出大尺寸挤压加工技术。最近，又开发出进一步提高成形性的镁合金。这种合金可挤压加工成槽形和角形的挤压材。此外，制造的大型WZ74镁合金挤压材也具有优良的特性，其耐热性超过耐热铝合金A2219-T6（图2）。
如图3所示，WZ74系合金的挤压材组织由三部分
组成：1）沿挤压方向伸长的LPSO相、2）沿相同方向伸长的α-Mg相构成的加工晶粒、3）由于挤压加工中发生动态再结晶产生的微细化至5-10μm的α-Mg相的再结晶晶粒。有研究人员指出，WZ74合金具有优良性能的原因是上述三种组织共存，正是由于通过对三种组织进行控制，从而提高了WZ74的强度和延性。
对镁合金锻造技术开发的同时，还对上述锻造用合金进行了开发。用油压压力机对上述细晶化铸坯（?100mm）进行镦锻试验结果表明，镦粗率直到15%，没有发生裂纹。这种高效率生产的高质量锻造部件，不仅可用于汽车，还可作为各种结构体的轻量化部件。
4 WZ74镁合金的应用
高温强度和热稳定性优于耐热铝合金的WZ74镁合金，有望成为汽车轻量化材料。WZ74可用于传统镁合金不能制造的发动机部件。目前镁合金用于汽车部件时还需要进一步降低成本和提高可靠性，这需要材料开发商与用户共同研究相应的解决方案，加快实现WZ74镁合金汽车部件的实用化。
（唐佩绵）
