鎂合金正迎來大規模拓展應用的關鍵時期，尤其在新能源汽車、3C電子、光通信等領域，已成為輕量化解決方案的重要選擇。然而，傳統鎂合金液態壓鑄技術仍面臨安全、環保與可靠性等多重挑戰，發展更先進的專用成型工藝勢在必行。半固態注射成型技術（Thixomolding）采用類似注塑的方式，將鎂合金粒子從固態加熱和剪切至半固態后高速成型，獲得非枝晶組織，被譽為鎂的“綠色制造”技術。盡管如此，該技術在工藝、材料與應用層面的深入研究仍存在不少空白。

上海交通大學上海鎂材料及應用工程技術研究中心曾小勤教授團隊，自2019年以來持續致力于該技術的研發與推廣。回顧2025年，團隊在半固態注射成型方向發表了多篇具有代表性的文章，涵蓋工藝、材料、綜述與應用等多個方面。以下為已發表文章的匯總，供學界與產業界參考交流。

(1) 工藝研究：《不同固相率下半固態注射成型AZ91D鎂合金的組織、孔隙與力學性能研究》

第一作者：? 谷立東

通訊作者：? 尚曉晴、曾小勤

引用格式：? Gu L, Shang X, Wang J, Deng J, Zhao Z, Zeng X. Effect of hierarchical cell structure and internal pores on mechanical properties of thixomolded AZ91D magnesium alloy[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2025, 35(3):749-764. DOI:10.1016/S1003-6326(24)66712-9.

摘要：? 研究了半固態注射成型AZ91D合金的顯微組織和內部缺陷特征對其力學性能的影響。在580～640℃的觸變成型溫度下制備了測試樣品。使用X射線斷層掃描技術觀察樣品內部孔隙，采用晶體塑性有限元模擬對樣品進行變形分析。顯微組織表征結果表明，半固態注射成型制備的合金具有多層級的胞狀組織，α-Mg基體與周圍的共晶相組成了結構胞。隨著注射溫度的升高，初生固相(大胞)的含量減少，材料強度提升。強度變化機制在于粗晶即使在硬取向下也承受較小的應力。在620℃中等溫度制備的樣品具有最高的伸長率、最少的孔隙數量和較低的孔隙局部聚集程度。低注射溫度下所形成的分離和撕裂以及高注射溫度下形成的缺陷帶是材料內額外的裂紋源，它們使材料的塑性劣化。

(2) 綜述研究：《鎂合金半固態注射成型技術的發展現狀與應用前景》

第一作者：? 谷立東

通訊作者：? 曾小勤

引用格式：? 谷立東, 李子昕, 尚曉晴, 王杰, 李德江, 曾小勤. 鎂合金半固態注射成型技術的發展現狀與應用前景[J]. Automobile Technology & Material, 2025(4). DOI:10.19710/J.cnki.1003-8817.20240381.

摘要：? 半固態注射成型技術近年來為鎂合金行業注入了新的活力，綜述了鎂合金半固態注射成型技術的發展現狀與應用前景。首先，闡述了鎂合金半固態注射成型工藝的原理及優勢，總結了鎂合金半固態注射成型機的發展歷程，指出中國在大型化裝備技術領域正逐步成為創新引領者。進一步分析了基于半固態工藝技術的鎂材料組織與性能研究的最新進展，指出該技術是充分挖掘鎂合金性能潛力、減少鑄造缺陷的重要方法之一。除Mg-Al體系外，隨著新型半固態鎂合金的研究，半固態注射成型的鎂基復合材料因具有短流程、高性能的特點而受到關注。鎂合金半固態注射成型技術已在消費電子、交通工具等領域得到應用，正逐步拓展至大型結構件的生產制造，特別是在新能源汽車領域展現出巨大的應用潛力和前景。

(3) 材料研究：《半固態注射成型鎂-高熵合金復合材料的制備與協同變形機制研究》

第一作者：? 尚曉晴

通訊作者：? 曾小勤

引用格式：? Shang X, Zhu G, Zhang H, Gu L, Wang J, Zhong S, Letzig D, Zeng X. Fabrication and deformation mechanism analysis of an AlCoCrFeNi/magnesium composite[J]. International Journal of Mechanical Sciences, 2025, 293. DOI:10.1016/j.ijmecsci.2025.110205.
摘要：? 與傳統陶瓷增強體相比，金屬顆粒已成為同時增強鎂合金強度和韌性的有效增強體。本研究引入高熵合金（HEA）作為增強體，并采用半固態注射成型技術制備了一種新型鎂基復合材料，其中含有1.5體積%的AlCoCrFeNi顆粒。AlCoCrFeNi/AZ91D復合材料實現了力學性能的良好平衡，屈服強度為182.8 MPa，極限抗拉強度為280.3 MPa，伸長率為6.1%。通過原位X射線衍射和全場晶體塑性（CP）模擬，對復合材料的變形機制進行了系統分析。結果表明，AlCoCrFeNi顆粒在整個變形過程中有效承受了施加的載荷，未出現界面脫粘現象。基體/顆粒界面呈現出明顯的納米級生成層，有助于形成強界面結合。金屬顆粒靠近鎂基體的邊緣發生塑性滑移，有助于適應界面非均勻變形并提高韌性。顆粒界面處較高的應力和軟質的界面層從根本上促進了塑性變形。此外，AlCoCrFeNi顆粒承受單向或多向壓縮應力，增強了顆粒韌性并抑制了開裂。本研究采用了一種開發輕質金屬復合材料的新策略，利用鎂合金的低密度和體心立方高熵合金增強體的高強度結合。

(4) 應用研究：《新能源汽車電驅殼體用鎂合金與鋁合金組織性能對比研究》

第一作者：? 谷立東

通訊作者：? 曾小勤

引用格式：? 谷立東, 王杰, 曹福勇, 曾小勤. 新能源汽車電驅殼體用鎂合金與鋁合金組織性能對比研究[J]. 壓鑄世界, 2025, 141.

摘要：? 本文以新能源汽車電驅殼體為研究對象，對比研究了壓鑄ADC12鋁合金與半固態注射成型AZ91D鎂合金的微觀組織、力學性能及耐蝕性能。結果表明：壓鑄鋁合金呈現樹枝晶組織，而半固態鎂合金組織由近球形α-Mg初生固相晶粒、后凝固液相晶粒和網狀Mg??Al??相組成，厚壁件組織致密無缺陷；本體取樣的力學性能上，半固態AZ91D鎂合金的屈服強度接近壓鑄ADC12鋁合金，延伸率較鋁合金有所提升；在耐腐蝕性能上，中性鹽霧下半固態鎂合金優于壓鑄鋁合金，本體取樣的壓鑄ADC12的腐蝕速率為0.546mm/y，半固態AZ91D的腐蝕速率為0.325mm/y。

(5) 材料研究：《Al/Zn比例調控對半固態注射成型Mg-Al-Zn合金力學性能與導熱性能的影響機制》

第一作者：? 谷立東

通訊作者：? 王杰

引用格式：? Gu L, Wang J, Liu Y, Shang X, Zhu G, Zeng X. Composition-Microstructure-Property Relationships in Thixomolding Mg-Al-Zn Alloys: Role of the Al/Zn Ratios[J]. Metall Mater Trans A, 2025. DOI:https://doi.org/10.1007/s11661-025-08021-x
摘要：? Mg-Al-Zn合金體系在工業中應用廣泛，其中AZ91D合金因其高強度、耐腐蝕性和可鑄造性而成為代表。然而，在觸變成型這一適用于精密部件的半固態制造工藝中，其應用仍受限于較差的延展性和熱導率，而這兩者對于汽車和電子產品未來應用非常重要。本研究系統地研究了一系列總含量固定但Al/Zn比例不同的Mg-Al-Zn合金，以建立成分-微觀結構-性能之間的關系。結果表明，增加Al含量會通過Mg17Al12沉淀促進屈服強度和抗拉強度的提高，但會降低延展性和熱導率。相反，添加Zn會通過促進溶質強化和減少粗大網狀第二相來提高延展性和熱導率。具有中等Al/Zn比例（如AZ64至AZ37）的合金性能均衡，其抗拉強度超過294 MPa，延伸率超過12%，熱導率在58至73 W/(m·K)之間。這些發現為定制適用于半固態注射成型的鎂合金設計提供了重要參考。

(6) 材料研究：《半固態注射成型SiCp/AZ37鎂合金復合材料的低周疲勞性能》

第一作者：? 周麗萍

通訊作者：? 曾小勤、朱明亮

引用格式：? 周麗萍, 谷立東, 曾小勤, 莫旭陽, 朱明亮. 半固態注射成型SiCp/AZ37鎂合金復合材料的低周疲勞性能[J]. 機械工程材料, 2025, 49(1):16-22. DOI:10.11973/jxgccl240344.

摘要：? 采用半固態注射成型工藝制備不同質量分數(0,5%,12%)SiCp/AZ37鎂合金復合材料，研究了SiCp添加量對顯微組織、拉伸性能和低周疲勞性能的影響。結果表明：不同SiCp添加量下復合材料均由初生α-Mg、β-Mg17Al12析出相和SiCp組成，相比AZ37鎂合金，晶粒尺寸顯著細化，析出相數量減少，屈服強度和彈性模量增大，抗拉強度和斷后伸長率減小；隨著SiCp添加量增加，拉伸斷裂模式由韌性斷裂向韌脆混合斷裂、脆性斷裂轉變；隨著SiCp添加量增加，循環滯回環變窄，低周疲勞壽命先延長后縮短，循環響應為初始循環軟化后循環硬化直至失效，循環硬化程度增大。

展望2026年，交大團隊將呈現更多已開展的研究成果，并繼續圍繞該技術，在成型工藝、裝備開發、材料設計、模流技術以及應用研究等方面開展更深入、更系統的工作。重點將致力于突破半固態成型性、制品致密度、厚壁件性能、耐腐蝕性、抗蠕變與疲勞性能等關鍵問題，進一步闡明并調控發揮半固態組織的特性。我們期望通過持續的研究，為行業建立可靠的數據支撐與正確認識，務實創新，讓半固態技術真正賦能鎂合金的制造過程與性能提升。也希望產業界同仁堅定信心、攜手共進，共同開拓鎂合金更廣闊的市場應用，推動中國鎂制造走向高質量、可持續發展之路。