镁合金正迎来大规模拓展应用的关键时期，尤其在新能源汽车、3C电子、光通信等领域，已成为轻量化解决方案的重要选择。然而，传统镁合金液态压铸技术仍面临安全、环保与可靠性等多重挑战，发展更先进的专用成型工艺势在必行。半固态注射成型技术（Thixomolding）采用类似注塑的方式，将镁合金粒子从固态加热和剪切至半固态后高速成型，获得非枝晶组织，被誉为镁的“绿色制造”技术。尽管如此，该技术在工艺、材料与应用层面的深入研究仍存在不少空白。

上海交通大学上海镁材料及应用工程技术研究中心曾小勤教授团队，自2019年以来持续致力于该技术的研发与推广。回顾2025年，团队在半固态注射成型方向发表了多篇具有代表性的文章，涵盖工艺、材料、综述与应用等多个方面。以下为已发表文章的汇总，供学界与产业界参考交流。

(1) 工艺研究：《不同固相率下半固态注射成型AZ91D镁合金的组织、孔隙与力学性能研究》

第一作者：​ 谷立东

通讯作者：​ 尚晓晴、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：​ 研究了半固态注射成型AZ91D合金的显微组织和内部缺陷特征对其力学性能的影响。在580～640℃的触变成型温度下制备了测试样品。使用X射线断层扫描技术观察样品内部孔隙，采用晶体塑性有限元模拟对样品进行变形分析。显微组织表征结果表明，半固态注射成型制备的合金具有多层级的胞状组织，α-Mg基体与周围的共晶相组成了结构胞。随着注射温度的升高，初生固相(大胞)的含量减少，材料强度提升。强度变化机制在于粗晶即使在硬取向下也承受较小的应力。在620℃中等温度制备的样品具有最高的伸长率、最少的孔隙数量和较低的孔隙局部聚集程度。低注射温度下所形成的分离和撕裂以及高注射温度下形成的缺陷带是材料内额外的裂纹源，它们使材料的塑性劣化。

(2) 综述研究：《镁合金半固态注射成型技术的发展现状与应用前景》

第一作者：​ 谷立东

通讯作者：​ 曾小勤

引用格式：​ 谷立东, 李子昕, 尚晓晴, 王杰, 李德江, 曾小勤. 镁合金半固态注射成型技术的发展现状与应用前景[J]. Automobile Technology & Material, 2025(4). DOI:10.19710/J.cnki.1003-8817.20240381.

摘要：​ 半固态注射成型技术近年来为镁合金行业注入了新的活力，综述了镁合金半固态注射成型技术的发展现状与应用前景。首先，阐述了镁合金半固态注射成型工艺的原理及优势，总结了镁合金半固态注射成型机的发展历程，指出中国在大型化装备技术领域正逐步成为创新引领者。进一步分析了基于半固态工艺技术的镁材料组织与性能研究的最新进展，指出该技术是充分挖掘镁合金性能潜力、减少铸造缺陷的重要方法之一。除Mg-Al体系外，随着新型半固态镁合金的研究，半固态注射成型的镁基复合材料因具有短流程、高性能的特点而受到关注。镁合金半固态注射成型技术已在消费电子、交通工具等领域得到应用，正逐步拓展至大型结构件的生产制造，特别是在新能源汽车领域展现出巨大的应用潜力和前景。

(3) 材料研究：《半固态注射成型镁-高熵合金复合材料的制备与协同变形机制研究》

第一作者：​ 尚晓晴

通讯作者：​ 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：​ 与传统陶瓷增强体相比，金属颗粒已成为同时增强镁合金强度和韧性的有效增强体。本研究引入高熵合金（HEA）作为增强体，并采用半固态注射成型技术制备了一种新型镁基复合材料，其中含有1.5体积%的AlCoCrFeNi颗粒。AlCoCrFeNi/AZ91D复合材料实现了力学性能的良好平衡，屈服强度为182.8 MPa，极限抗拉强度为280.3 MPa，伸长率为6.1%。通过原位X射线衍射和全场晶体塑性（CP）模拟，对复合材料的变形机制进行了系统分析。结果表明，AlCoCrFeNi颗粒在整个变形过程中有效承受了施加的载荷，未出现界面脱粘现象。基体/颗粒界面呈现出明显的纳米级生成层，有助于形成强界面结合。金属颗粒靠近镁基体的边缘发生塑性滑移，有助于适应界面非均匀变形并提高韧性。颗粒界面处较高的应力和软质的界面层从根本上促进了塑性变形。此外，AlCoCrFeNi颗粒承受单向或多向压缩应力，增强了颗粒韧性并抑制了开裂。本研究采用了一种开发轻质金属复合材料的新策略，利用镁合金的低密度和体心立方高熵合金增强体的高强度结合。

(4) 应用研究：《新能源汽车电驱壳体用镁合金与铝合金组织性能对比研究》

第一作者：​ 谷立东

通讯作者：​ 曾小勤

引用格式：​ 谷立东, 王杰, 曹福勇, 曾小勤. 新能源汽车电驱壳体用镁合金与铝合金组织性能对比研究[J]. 压铸世界, 2025, 141.

摘要：​ 本文以新能源汽车电驱壳体为研究对象，对比研究了压铸ADC12铝合金与半固态注射成型AZ91D镁合金的微观组织、力学性能及耐蚀性能。结果表明：压铸铝合金呈现树枝晶组织，而半固态镁合金组织由近球形α-Mg初生固相晶粒、后凝固液相晶粒和网状Mg₁₇Al₁₂相组成，厚壁件组织致密无缺陷；本体取样的力学性能上，半固态AZ91D镁合金的屈服强度接近压铸ADC12铝合金，延伸率较铝合金有所提升；在耐腐蚀性能上，中性盐雾下半固态镁合金优于压铸铝合金，本体取样的压铸ADC12的腐蚀速率为0.546mm/y，半固态AZ91D的腐蚀速率为0.325mm/y。

(5) 材料研究：《Al/Zn比例调控对半固态注射成型Mg-Al-Zn合金力学性能与导热性能的影响机制》

第一作者：​ 谷立东

通讯作者：​ 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合金体系在工业中应用广泛，其中AZ91D合金因其高强度、耐腐蚀性和可铸造性而成为代表。然而，在触变成型这一适用于精密部件的半固态制造工艺中，其应用仍受限于较差的延展性和热导率，而这两者对于汽车和电子产品未来应用非常重要。本研究系统地研究了一系列总含量固定但Al/Zn比例不同的Mg-Al-Zn合金，以建立成分-微观结构-性能之间的关系。结果表明，增加Al含量会通过Mg17Al12沉淀促进屈服强度和抗拉强度的提高，但会降低延展性和热导率。相反，添加Zn会通过促进溶质强化和减少粗大网状第二相来提高延展性和热导率。具有中等Al/Zn比例（如AZ64至AZ37）的合金性能均衡，其抗拉强度超过294 MPa，延伸率超过12%，热导率在58至73 W/(m·K)之间。这些发现为定制适用于半固态注射成型的镁合金设计提供了重要参考。

(6) 材料研究：《半固态注射成型SiCp/AZ37镁合金复合材料的低周疲劳性能》

第一作者：​ 周丽萍

通讯作者：​ 曾小勤、朱明亮

引用格式：​ 周丽萍, 谷立东, 曾小勤, 莫旭阳, 朱明亮. 半固态注射成型SiCp/AZ37镁合金复合材料的低周疲劳性能[J]. 机械工程材料, 2025, 49(1):16-22. DOI:10.11973/jxgccl240344.

摘要：​ 采用半固态注射成型工艺制备不同质量分数(0,5%,12%)SiCp/AZ37镁合金复合材料，研究了SiCp添加量对显微组织、拉伸性能和低周疲劳性能的影响。结果表明：不同SiCp添加量下复合材料均由初生α-Mg、β-Mg17Al12析出相和SiCp组成，相比AZ37镁合金，晶粒尺寸显著细化，析出相数量减少，屈服强度和弹性模量增大，抗拉强度和断后伸长率减小；随着SiCp添加量增加，拉伸断裂模式由韧性断裂向韧脆混合断裂、脆性断裂转变；随着SiCp添加量增加，循环滞回环变窄，低周疲劳寿命先延长后缩短，循环响应为初始循环软化后循环硬化直至失效，循环硬化程度增大。

展望2026年，交大团队将呈现更多已开展的研究成果，并继续围绕该技术，在成型工艺、装备开发、材料设计、模流技术以及应用研究等方面开展更深入、更系统的工作。重点将致力于突破半固态成型性、制品致密度、厚壁件性能、耐腐蚀性、抗蠕变与疲劳性能等关键问题，进一步阐明并调控发挥半固态组织的特性。我们期望通过持续的研究，为行业建立可靠的数据支撑与正确认识，务实创新，让半固态技术真正赋能镁合金的制造过程与性能提升。也希望产业界同仁坚定信心、携手共进，共同开拓镁合金更广阔的市场应用，推动中国镁制造走向高质量、可持续发展之路。