主要内容
本项目通过成分、组织与性能设计，采用大塑性挤压（轧制）变形工艺，优化制备、热挤压、热处理及表面处理工艺，制备低稀土高强韧镁合金型材，并探索镁合金型材在高铁、轨道交通、轿车和自行车等领域的应用，是实现运输工具节能、减重和减排目标的有效措施。也可望应用于其它领域，比如应用于LED照明器具及电子行业散热器，尤其是LED路灯用散热器。
节能低稀土高强韧镁合金型材产业化满足政府一直倡导和追求的轻量化、节能环保等要求，在交通运输行业和LED照明器具散热器有很好的市场需求。项目实施不仅在政策上符合要求，不存在任何风险，而且将充分发挥加工企业和经济发达地区产业链优势及高校的研发优势，带动相关行业转型升级，促进生产技术达到国际先进水平。
研究意义
目前就镁合金民用应用领域最具发展潜力的是在便携电子产品和汽车中的应用。据估计，全球移动电话和MP3、MP4及笔记本电脑等的需求量每周超过100万只以上，镁合金不仅可以减轻移动产品的重量，更重要的是镁合金壳体可以实现对无线电波的最有效屏蔽，这是目前使用的塑料、铝合金及不锈钢无法比拟的。随着全球范围的能源紧缺和环境保护的要求，汽车的轻量化已经成为世界范围汽车工业发展的必然趋势，镁合金在汽车减重、性能提高和环保中的作用日益受到重视。一些汽车生产厂家曾承诺2005年的燃油消耗比1990年减少25%，这不仅减少了CO2的排放，并且节约了能源消耗。近年来，美、德、日本、以色列、澳大利亚等发达国家和地区都加大了对镁合金的研制和应用研究的投入，先后实施了镁合金的研究计划，比如美国的Rheomolding项目着力研究镁合金的生产新工艺；德国启动实施了“MJIDICA”镁合金压铸技术推广项目；澳大利亚实施了“AMROP”计划，旨在镁合金制品的研究发展工业计划。这些项目的实施后显著促进了压铸镁合金在汽车、便携式电子产品、医疗、轻工等工业领域的应用。
我国镁资源丰富，价格与铝相当，这对于发展我国信息、轿车和航空航天三大支柱产业，开发新型镁合金提供了必要的资源保证。如何利用我国的镁资源优势，将镁的资源优势转变为技术和经济优势，促进国民经济发展、增强我国在镁行业的国际竞争力，是摆在我们面前的迫切任务。镁合金型材具有比重小、强度高、耐磨性能高，具有一定的耐腐蚀及抗辐射性能，对碱和矿物油具有良好的化学稳定性，有优良的焊接性和加工性，与铝及铝合金相比能承受更大的冲击负荷能力等许多优越性能，因此被应用于航空航天、汽车、化工、电子等军事工业和民用工业。
本项目拟开展以下几个方面的研究工作：
1、在Mg-Zn系或ZK60合金基础上利用微量Y、Gd、Ce、Nd等稀土元素对组织的细化作用和沉淀析出强化作用，进行合金成分设计和优化，采用半连续铸造工艺制备铸锭，建立连铸工艺与合金组织、性能之间的关系；
2、设计、加工适合生产用专用型材和各种截面型材的往复挤压大塑性变形挤压专用模具，利用大塑性进行挤压生产工艺控制和热处理工艺完善研究，制备高性能低稀土镁合金型材，并建成专用型材挤压生产线；
3、开发低能耗环保的镁合金型材表面处理方法及工艺技术，并建成相应的生产线；
4、进行型材冷热加工工艺性研究，探索高性能低稀土镁合金型材在轨道交通、轿车和自行车、LED照明器具及电子行业散热器等领域中的应用。
总之，本项目的顺利实施将促进高强韧镁合金的开发和应用。选择高比强度镁合金材料是实现运输工具尤其是轨道交通、汽车行业、自行车、LED照明器具及电子行业散热器领域节能降排、提高便携性和减重的有效措施；高比强度镁合金材料对于航空航天行业更有重要意义，可降低发射成本，提高空间飞行器的效率和飞行武器的威力。
取得的成果
西安理工大学材料科学与工程学院徐春杰博士近10余年来一直致力于镁合金组织与性能设计和强韧化机制的研究。近10年来，项目组以Mg-Zn-Y合金为研究对象，采用普通凝固、单辊快速凝固和往复挤压工艺，对比研究了该系列合金的组织与性能，其中图1为往复挤压原理示意图，图2为不同往复挤压道次挤压后制备的镁合金型材，图3为RE-n-EX-RS-A1镁合金的TEM组织。
已取得以下主要成果：在无粗晶环的细密均匀组织的挤压型和棒材、变断面管材和型材、无缝异形空心型材、异形、多孔、多层空心型材等开发积累了丰富的经验。已经解决了新型镁合金热处理、形变热处理、表面处理问题，已获得各种具有特殊性能和特种功能的材料及加工与热处理工艺、组织与性能控制、改善各种不同合金成分材料的性能，拓宽其用途，使之成为能适应各种场合的材料，为新产品、新工艺、新材料产品的研究开发奠定了技术基础。
最近，项目组联合相关企业科研攻关，已经突破往复挤压的尺寸瓶颈，通过RE工艺制备了Ф200mm的AZ31合金型材，并挤压出宽度为200mm、厚度为10mm的板材和宽度为600mm、厚度为2mm的板材及宽度为100mm、厚度为1mm的带材，使得往复挤压工艺能够用于工业生产（见图1）。
应用前景
目前，新型、节能、环保、多功能、多用途、优质的高强韧镁合金型材，重点解决了高强、高韧、耐磨、耐蚀、易切削、易抛光、可表面处理的问题，促进了镁合金型材的快速发展和潜在应用领域，主要的使用领域：第一大系列是轨道交通和高铁领域，可以用于车身、内饰骨架，减重节能减排效果显著；第二大系列是轿车领域，可用于组焊轿车座椅等结构件，不仅可以减重节能减排，更重要的是在轿车受到剧烈冲击时座椅可以自动破碎及破拆容易，避免座椅骨架对人体的二次伤害，为伤员救助节约宝贵时间；第三大系列是自行车领域，降低车架自重，节能减排效果显著；第四大系列是散热器系列，主要是LED照明器具及电子行业散热器和壳体、CPU散热器等，发挥镁合金高导热性和散热性的特点，节能减排，具有其它金属无法比拟的良好电磁屏蔽性能，并易于加工和回收；第五大系列是军事工业领域，不仅减重，还充分发挥其优异的阻尼降噪性能，可用于鱼雷、导弹及精准电子控制导航的武器，躲避雷达、声纳等测控，使武器隐形；第六大系列是航空航天领域，借助减重，节约发射成本和减少污染。
项目完成后，建成1条镁合金型材示范生产线，形成年产800吨高强韧镁合金型材的生产能力，累计新增产值2000万元，利税600万元。本项目满足政府一直倡导和追求的轻量化、节能环保等要求，在运输工具行业有很好的市场需求。项目实施不仅在政策上符合要求，不存在任何风险，而且将充分发挥东莞市的加工产业链优势及高校、科研院所的研发优势，带动加工行业转型升级，促进生产技术达到国际先进水平。由此带来的交通运输结构重量下降、性能提升则具有更大的经济和社会意义。