镁在参数表上堪称汽车材料的完美选择。它比钢材轻75%,比铝材轻33%,减震降噪能力优于两者,并且是地球上储量最丰富的元素之一。然而,当今汽车镁含量占比不到1%。有三道难以逾越的障碍,将镁的承诺与它在汽车行业的实际普及率硬生生地撕开了一道口子——成本、腐蚀、以及高温。

镁在汽车行业的历史,比多数人想象的要久远。上世纪30年代,费迪南德·保时捷为大众设计的第一款车型,需要一台足够轻的后置发动机来保证前轮拥有恰当的路面抓地力。出于重量考量,镁成了发动机缸体和变速箱显而易见的用料选择。大众后来在德国卡塞尔建起一座专用镁铸造厂,并在1951年至1981年间,包下了挪威海德鲁公司全部镁产量的60%。这条供应线意味着,每台大众车要消耗约20公斤镁。几十年后,宝马试图用N52发动机在镁制内部构件上再闯一闯。这台自然吸气直列六缸机器,成为首款采用镁缸体的水冷发动机。缸体内部用铝合金缸套来应对更高的机械负荷和缸孔区域的腐蚀风险,冷却液仅在铝制部件间循环。N52尽管成功了,却也清晰揭示出,要让镁在水冷应用里站住脚,得费多大周折。

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腐蚀,是车用镁制内部构件绕不开的障碍。在潮湿或含盐环境里,一旦镁与另一种金属发生接触,它就会率先氧化溶解,电子流向更惰性的金属,镁自己则被腐蚀殆尽。这就使得在现代发动机中再标准不过的多种材料组装方式,一旦想围绕镁来做工程设计,就变得困难重重——除非你覆盖上大面积保护涂层,或是在每个接触点上严防死守、彻底隔离。易燃性同样是镁面临的切切实实的风险,尽管这种风险常被过度夸大。镁确实会燃烧,一旦烧起来,火焰温度极高且难以扑灭。对不直接接触燃烧过程的部件而言,正常工况下的起火风险非常低。实际上,只要你提交的申请获得福特批准,你那辆野马GTD就能用上镁合金轮毂和主动式空气动力学套件。但针对内部使用场景,人们的疑虑从未打消,这让工程设计层面变得保守,也让监管层生出铝材极少遭遇的审慎态度。

成本的不确定性,让其他难题雪上加霜。汽车、航空航天和国防工业都在抢同一块镁供应蛋糕,而这块蛋糕的产量由中国主导,价格又历来波动剧烈——2021年供应中断期间,欧洲镁价飙升近100%。负责在后继车型年份里压缩成本的生产工程师,常常把镁制部件列为拿来开刀的直截了当的目标。