同鋁合金一樣，鎂合金鑄錠也常常顯現(xiàn)裂紋，不過鎂合金的裂紋敏感性比鋁合金的輕得多，型式也有較大差別，也可以分為熱裂紋與冷裂紋，不過鎂合金的冷裂紋相當(dāng)少見，僅在MB5和MB7合金錠中偶爾出現(xiàn)，因此鎂合金的熱裂紋廢品量占95%以上。
　　熱裂紋
　　鑄錠在有效結(jié)晶區(qū)間形成的裂紋稱熱裂紋。在結(jié)晶區(qū)間內(nèi)收縮困難是產(chǎn)生熱裂紋的主要原因。合金在給定條件下，凡是能縮小脆性區(qū)溫度范圍、減少脆性區(qū)內(nèi)收縮困難的因素都可以減小熱裂紋敏感性。
　　合金熱裂紋敏感性高低可根據(jù)其脆性區(qū)內(nèi)塑性A和線收縮ε的大小判斷，即根據(jù)溫度-塑性圖可判斷合金敏感性。還A大于0.5%的幾乎不產(chǎn)生熱裂紋。而當(dāng)A=0時(shí)則稱之為脆性區(qū)，這時(shí)產(chǎn)生熱裂紋的幾率可以說是了。合金脆性的上限≤固液區(qū)的上限，而其下限則≤固液區(qū)的下限。
　　對(duì)鎂合金熱裂紋敏感性有影響的主要因素：合金成分與工藝因素。
　　化學(xué)成分
　　實(shí)驗(yàn)證明，凡是能細(xì)化晶粒的因素都能降低合金脆性區(qū)的上限，也就是可以縮小脆性的溫度范圍。因?yàn)榫ЯＴ郊?xì)，則越有利于晶間變形，減少結(jié)晶時(shí)的收縮阻力，裂紋就不會(huì)產(chǎn)生了。例如向Mg+4.5%Zn合金添加0.8%Zr，其固相線由344℃提高到550℃，脆性區(qū)縮小了206℃，同時(shí)還降低了固液區(qū)內(nèi)的線收縮和提高了固液區(qū)的塑性，這三者都有利于消除熱裂紋。
　　另外，凡是增大共晶量的組元，都會(huì)提高合金的固液區(qū)內(nèi)的塑性。因?yàn)樵龃蠊簿Я?，可增大晶界液膜厚度，從而有利于晶界變形，將大大改善補(bǔ)縮條件和裂紋“修復(fù)”條件，不但熱裂數(shù)量減少，而且程度也顯著減輕。
　　共晶量和裂紋敏感性并不是呈線性關(guān)系，當(dāng)共晶量小于其一極限值時(shí)，裂紋傾向性小，當(dāng)增加到某一值后，敏感性驟升，再繼續(xù)加大共晶量，則敏感性又下降，一直到零。

鑄錠凝固時(shí)，隨著冷卻速度的加大，減小了脆性溫度區(qū)間，提高了固液區(qū)的金屬的塑性，有利于減少熱裂紋。晶粒粗大的凝固著的錠的脆性溫度也較大。過熱合金熔體將使晶粒粗化，加大脆性溫度范圍，降低合金的塑性，從而加大脆性敏感性。
　　晶粒形狀也對(duì)脆性區(qū)范圍和固液區(qū)的塑性大小有影響，柱狀晶的不但脆性區(qū)較大，且其固液區(qū)的塑性也較低，因而易形成熱裂紋。
　　鑄造速度、鑄造溫度、冷卻強(qiáng)度、鑄錠尺寸及形狀都對(duì)鑄錠凝固速度有著直接影響，因而直接影響鑄錠的內(nèi)應(yīng)力、脆性區(qū)大和固液區(qū)的塑性。在鑄造鎂合金錠時(shí)，不能同時(shí)不適當(dāng)?shù)丶哟箬T造速度與冷卻強(qiáng)度，否則會(huì)加大熱裂紋敏感性。鎂合金有較大的熱裂紋敏性，裂紋的分布形式主要與工藝條件有關(guān)，常見形式有表面裂紋和發(fā)狀裂紋。
　　冷裂紋
　　鑄錠中的冷裂紋是在凝固以后形成的，是當(dāng)鑄錠冷卻到低于不平衡固相線溫度以下時(shí)，由于鑄錠收縮困難造成的，即取決于當(dāng)時(shí)鑄錠的內(nèi)應(yīng)力大小和塑性高低。鑄造應(yīng)力可分為熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和收縮阻力。在連續(xù)鑄造時(shí)，鎂合金的相變應(yīng)力可不考慮，主要是其余的兩種應(yīng)力，但是收縮力也不大，同時(shí)可調(diào)控，因此，熱應(yīng)力是主要的，所以冷裂紋取決于在固態(tài)時(shí)鑄錠內(nèi)部熱應(yīng)力的大小和塑性高低。
　　熱應(yīng)力的產(chǎn)生是由于鑄錠內(nèi)外各層間的收縮不同步與收縮系數(shù)的相異，例如直徑530mm MB15合金圓錠，在鑄造速度為33.6cm/min時(shí)，中心部分的平均冷卻速度為48℃/min，而外表層的為58℃/min，這種差別必然導(dǎo)致收縮系數(shù)不一樣，另外各層的收縮時(shí)間也不同步，表皮先收縮，中心后收縮，這就會(huì)使鑄錠內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。一旦這種熱應(yīng)力超過鑄錠的屈服Rp0.2，就會(huì)形成冷裂紋。
　　熱應(yīng)力大小除與線膨脹系數(shù)α及溫差有關(guān)外，還與合金的正彈性模E有關(guān)，鎂合金的E小，只有45000N/mm2，熱應(yīng)力也會(huì)小一些。另外，在鎂合金鑄造過程中所允許的結(jié)晶速度較低，產(chǎn)生的熱應(yīng)力不大，故鎂合金鑄錠產(chǎn)生冷裂紋的幾率不高。

面聊了鑄造鎂合金的熔煉，現(xiàn)在來談?wù)勛冃捂V合金的熔煉。熔煉變形鎂合金多用反射爐，其爐型與鋁合金熔煉的相當(dāng)。鎂合金的熔煉過程為：烘爐、洗爐、配料、裝爐、熔化、扒渣、加合金元素、轉(zhuǎn)爐、精煉、靜置。
　　烘爐
　　新筑砌爐和中修反射爐在熔煉前烘爐。嚴(yán)格按烘爐曲線進(jìn)行烘爐，時(shí)間不短于264h：由室溫緩慢地在109h內(nèi)升至300℃，在300℃保溫24h，然后均勻地在25h內(nèi)升至400℃，保溫48h，再在58h內(nèi)升至900℃完成烘爐。超過240h的停爐后也務(wù)必烘爐，時(shí)間不短于72h。烘爐很重要，對(duì)爐的壽命有重要影響。
　　洗爐
　　新爐與中修后的反射爐在使用前都要進(jìn)行一次洗爐，以防合金雜質(zhì)含量升高與去除磚縫中的一部分非金屬夾雜及氣態(tài)夾雜物，在所熔煉合金轉(zhuǎn)組時(shí)也應(yīng)洗一次爐，例如由熔煉Mg-Al-Zn-Mn系合金轉(zhuǎn)熔Mg-Mn系或Mg-Zr系合金，由Mg-Mn系合金轉(zhuǎn)熔Mg-Zr系合金都要洗爐。洗爐用重熔用鎂錠或熔劑，裝爐量達(dá)爐容積的1/2處，升溫至760℃~800℃，充分?jǐn)嚢鑳纱?，靜置幾分后放盡。
　　配料
　　按車間配料標(biāo)準(zhǔn)配料，所有原輔材料務(wù)必清潔干燥，無混料，復(fù)化料一般不大于40%，所用的鎂錠、鋁錠、鋅錠、混合鈰稀土、鋯氟酸鉀、氯化錳等的品質(zhì)與化學(xué)成分都應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
　　裝爐、熔化及扒渣
　　裝爐前與爐底均勻地鋪一層粉狀二號(hào)熔劑（質(zhì)量%：38~46Mgcl2、32~40KCl、5~8BaCl2、3~5CaF2），然后裝料，先裝碎的，后裝鎂錠，后裝大塊廢料，裝得盡可能密實(shí)平整，裝完后撒一層薄的二號(hào)熔劑，升溫熔化，爐內(nèi)氣氛應(yīng)呈微還原性。
　　在熔煉過程中應(yīng)嚴(yán)防鎂的燃燒，一旦燃燒，立即用二號(hào)熔劑熄滅。爐料化平后，扒次渣，扒渣宜平穩(wěn)，熔體溫度升到750℃~770℃時(shí)扒第二次渣，渣要把扒盡，但又盡可能地不帶出或少帶出溶融鎂。扒完渣后攪拌一次，靜置幾分鐘后取樣分析，取樣溫度（℃）：MB1、MB8合金的780~800，MB2、MB3、MB5、MB7合金的720~740，MB15合金的780~800。在熔煉過程中按有關(guān)規(guī)程加入合金化元素，但鋁錠、鋅錠可隨同爐料一起裝料，生產(chǎn)MB15合金時(shí)，可用純鋯鹽，也可用混合鋯鹽（K2ZrF6+CaF6+LiCl）或Mg-Zr中間合金加鋯，加純鋯鹽（K2ZrF6、K2ZrCl6、ZrCl4）時(shí)熔體溫度900℃~920℃，以后兩種方式加鋯的溫度800℃~920℃。
　　轉(zhuǎn)爐
　　經(jīng)爐前化學(xué)分析熔體成分合格溫度為750℃~780℃時(shí)即可進(jìn)行轉(zhuǎn)爐，裝熔體轉(zhuǎn)入靜置爐進(jìn)行精煉。轉(zhuǎn)爐方法有：靜壓差法，適于兩個(gè)爐膛不位于同一水平上，打開流口，熔體便可自動(dòng)流出；虹吸法；離心泵法；電磁泵法。中國當(dāng)前多用種方法。
　　精煉
　　鎂合金熔體總或多或少地含有一些非金屬夾雜物和氣體（主要是氫），因此進(jìn)行精煉，以去除這些異物，提高合金的各項(xiàng)性能。精煉溫度730℃~760℃，精煉熔劑用量為約10kg每噸鎂合金熔體，精煉時(shí)間約10min。
　　除Mg-Li合金外，其他合金均可以用五號(hào)熔劑（質(zhì)量%）精煉：20~35MgCl2、16~29KCl、8~12BaCl2、14~23MgF2、0.5~8.0BaO3。精煉后向熔體表面撒一層精煉劑，靜置60min后鑄造。
　　含鋯的鎂合金不用含Al和Mn的氟化物的熔劑精煉，可用四號(hào)熔劑；不采用二號(hào)熔劑精煉Mg-Mn系和Mg-RE系合金，因?yàn)闀?huì)有熔劑夾雜存在。應(yīng)盡量縮短含鋰和稀土合金的熔煉與精煉時(shí)間，以減少燒損，必要時(shí)還要補(bǔ)料。對(duì)熔煉爐與靜置爐應(yīng)及時(shí)清爐，熔煉爐轉(zhuǎn)爐完了和靜置爐鑄造終了都要清爐。用五號(hào)熔劑的精煉時(shí)間不短于60min，它可用于精煉所有的變形鎂合金。

壓鑄鎂合金時(shí)采用熔劑熔煉會(huì)帶來操作上的諸多困難，特別是熱室壓鑄尤為不便，同時(shí)熔劑夾雜更加，上世紀(jì)70年代開發(fā)的無熔劑熔煉工藝在鎂合金熔煉發(fā)展史上有著里程碑意義。大量研究表明，CO2、SO2、SF6等氣體對(duì)鎂及鎂合金熔體有良好的保護(hù)作用，特別是SF6的效果尤為。

鎂是輕的結(jié)構(gòu)材料，優(yōu)點(diǎn)多，隨著汽車對(duì)產(chǎn)品輕量化和節(jié)能減排等要求的提高，為鎂的發(fā)展創(chuàng)造了大好機(jī)遇，成為世界一些國家開發(fā)與研究的熱門課題，但是國際上對(duì)鎂及鎂合金產(chǎn)品生命周期的環(huán)境影響還缺乏全面系統(tǒng)的分析和評(píng)價(jià)，這也成為制約其大量使用的一個(gè)重要因素。目前，德國、澳大利亞和中國等的冶金科學(xué)家和材料界人士正致力于原鎂提取工藝過程及其產(chǎn)品的LCA研究，取得了可喜的成果。2003年澳大利亞科學(xué)家的研究表明，電解法提取原鎂的溫室氣體排放為20.4~26.4kgCO2當(dāng)量/kg·Mg，而中國皮江法煉鎂（含生產(chǎn)硅鐵的電耗）的為37~47kgCO2當(dāng)量/kg·Mg，后者的約為前者的2倍，這成了國際上對(duì)中國皮江法煉鎂環(huán)境影響的負(fù)面評(píng)價(jià)。然而，北京工業(yè)大學(xué)材料環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)中心新的研究結(jié)果表明，2009年中國較的皮江煉鎂法的溫室氣體排放強(qiáng)度為25.6kgCO2當(dāng)量/kg·Mg，幾乎與電解法的平均水平相當(dāng)，而且還有進(jìn)一步降低的空間。這得益于原鎂提取過程中采取了綜合的節(jié)能減排措施，例如全面改造爐窯，采用清潔能源、蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)及余熱利用技術(shù)等。
　　與鋁工業(yè)的LCA研究工作相比，對(duì)鎂及其產(chǎn)品的LCA研究還處于初級(jí)階段。鋁、鎂等輕質(zhì)材料是減重的佳材料，對(duì)于以汽車為代表的交通運(yùn)輸工具輕量化、節(jié)能減排具有十分重要的意義。國際鋁業(yè)協(xié)會(huì)在一份報(bào)告中稱，汽車質(zhì)量每減輕10%，油耗可降低6%~8%，有研究指出，汽車多用1kg鋁在服役期間排放的CO2就可以下降約20kg；如果每輛汽車使用70kg鎂合金，每年排放的的CO2可減少30%以上。

鎂合金的是一類前景廣寬的功能材料，典型的功能材料為：鎂儲(chǔ)氫材料、醫(yī)用鎂材、阻尼鎂材、鎂電池材料、鎂陽極材料等。功能鎂合金是一類新型的高技術(shù)材料，是鎂產(chǎn)業(yè)的一個(gè)新領(lǐng)域，是世界材料工作者關(guān)注的重要焦點(diǎn)之一。鎂合金是一類可降解新型醫(yī)用材料，具有的優(yōu)勢(shì)和潛力。
　　在常壓與約250℃時(shí)鎂與H2可形成MgH2，而在低壓與重高溫度下又能釋放氫，因而是一類有效的儲(chǔ)氫材料，純鎂的儲(chǔ)氫率高達(dá)7.6%，即10kg鎂中可以儲(chǔ)存0.76kg氫，把氫儲(chǔ)存在合金中，可以控制釋放速度，使用安全性。
　　鎂的電極電位低，具有非常的電化學(xué)性能，可以作為一次電池與二次電池的電極，可用于制造各種高容量電池，鎂與鋰的物理化學(xué)性能相似，但鎂電池，對(duì)環(huán)境友好，安全性高、易操作，資源豐富，價(jià)格合理，作為電池材料具有的優(yōu)勢(shì)。目前商用鎳氫電池的儲(chǔ)氫材料為L(zhǎng)aNi5，儲(chǔ)氫量?jī)H約1.4%，比容量約330mAh/g，限制了鎳氫電池的應(yīng)用的推廣。上海交通大學(xué)通過向LaNi5添加少量Mg，大大提高了其電化學(xué)容量，其比容量達(dá)到400mAh/g，并有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

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