铝合金为轻量化应用主力，镁合金有望成为材料新锐
思瀚产业研究院    2025-11-05

1、汽车轻量化阶段目标明确，技术路线日趋复杂

• 根据中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，中国汽车轻量化到2035年将拥有更加多样化的轻量化技术手段，助力汽车产品实现轻量化。

➢ 自 2020 年到 2025 年构建完善的汽车用钢应用体系，掌握基于成本约束和工艺实现的结构-性能一体化设计方法，加快提升铝合金、镁合金、塑料及复合材料的性能，初步形成低成本、大丝束车用纤维材料生产能力。

➢ 到 2030 年建立起汽车铝合金、镁合金应用体系，掌握铝合金车身覆盖件及薄壁铝合金、镁合金结构件的设计方法；突破大尺寸挤压铝合金件、薄壁铸造铝合金及镁合金件、车身覆盖件成形的工艺技术、过程质量控制方法和连接技术等。进一步完善高强度钢的低成本制造与应用体系，提升车用工程塑料、复合材料性能和成形效率。

➢ 到 2035 年建立起汽车用复合材料应用体系，掌握车用复合材料零件参数化设计、一体化集成设计、高精度建模与性能预测方法和强各向异性材料零部件结构拓扑优化设计方法；突破复合材料零件高精度成形、性能控制、连接、服役性能和评价关键技术；完善低成本成形工艺与装备开发体系，形成轻量化多材料综合应用能力。

• 汽车轻量化技术主要通过结构优化设计、新型材料应用与先进制造工艺三大路径协同推进。随着汽车行业对轻量化的持续重视及研究投入，汽车轻量化设计的对象从简单变得复杂。

➢ 在结构设计层面，已从早期的单一零部件尺寸与拓扑优化，逐步发展到总成级的一体化设计，并进一步扩展至系统及整车的参数化和多目标优化设计；

➢ 在材料应用层面，则从钢、铝合金、镁合金等各向同性材料，逐步拓展至复合材料结构部件、多材料结构部件这样的各向异性部件的设计与应用。在这一进程中，铝合金凭借成熟的工艺体系与综合性价比，目前仍是轻量化应用的主力材料；而镁合金则因其更低的密度和优异的性能，正逐渐成为轻量化领域的新兴研究方向。

2、铝合金仍为应用主力，镁合金成轻量化新锐

• 据Ducker Frontier的测算，从2022年至2026E，镁合金在汽车上的应用将实现从无到有的突破；先进高强度钢占比将从12%上升至14%，而普通钢将从24%降至22%；铝合金占比稳定在12%；聚合物与复合材料、铸铁、玻璃等材料比例基本维持不变。

• 铝合金已成为汽车轻量化的关键材料，在传统燃油车和新能源汽车中应用广泛。 根据加工工艺差异，汽车用铝合金主要分为轧制材、挤压材、锻造材、铸造铝合金四大类，其中铸铝占比最高，约为77%，主要应用于发动机零部件、壳体类及底盘结构件；变形铝合金合计占比约23%，主要用于车身面板与结构件。在新能源汽车领域，铝合金应用已覆盖车身、车轮、底盘、防撞梁、地板、动力电池和座椅。

• 车轮、动力总成和车身是整车中用铝量较大的零部件。据Ducker Frontier的测算，2022年北美单车用铝量约为202Kg；其中，车轮、动力总成和车身覆盖件用铝量分别为41Kg、31Kg和28Kg，占比较大，分别为20.3%、15.35%和13.86%；另外，传动系统、内饰件、制动系统和转向系统用铝量分别为1Kg、1Kg、4Kg和4Kg，占比较小，分别为0.5%、0.5%、1.98%和1.98%。

• 汽车用镁合金替代铝合金空间可观。镁合金在汽车零部件上的应用主要分为壳体类和支架类。壳体类主要包括离合器壳体、变速器壳体、仪表板等，由于镁合金的阻尼衰减能力强，用于制造壳体类零部件可以降低汽车运行时的噪声；支架类主要包括转向支架、转向盘、制动器、制动支架、和轮毂等，由于镁合金具有很好的抗冲击韧性，减振量大于铝合金和钢铁，用于制造支架类零部件可以提高汽车的平衡性、安全性和舒适性。

• 汽车用镁合金减重效果明显。合金钢变速箱壳体替换成镁合金，减重效果能超过28%。而其他大型复杂结构件，例如阀门开关，减重效果能超过60%；汽车座椅支架减重效果超过64%；后车厢门减重效果超过42%，轮毂减重效果超过33%。

3、镁合金综合性能较优，是轻量化理想材料

• 镁合金在轻量化材料体系中展现出相较于铝合金的性能优势，其密度约为铝合金的2/3、钢铁的1/4。

➢ 镁合金的比强度比铝合金和钢铁高，因此，在不减少零部件强度的情况下，使用镁合金可减轻零部件的重量。镁合金的比重比塑料重，但是单位重量的强度比塑料高，所以在零部件强度相同的情况下，镁合金零部件能做得比塑料零部件薄且轻。

➢ 镁合金可吸收比铝合金多50%的冲击能量，能有效抑制振动、延长机械寿命被，因此其被较多应用于汽车零部件的壳体或支架。

➢ 镁合金导热系数约为铝合金导热系数的50%，相较于铝合金散热片，镁合金散热片在根部与顶部可以形成较大的空气温差，加速空气对流，提高散热效率。因此，镁合金多应用于汽车车灯散热架、仪表盘骨架等对散热性能要求较高的零部件。

➢ 镁合金是良好的压铸材料，具有很好的流动性和快速凝固率。由于其热容量低，与生产同样的铝合金铸件相比，其生产效率高40%-50%，且铸件尺寸稳定、精度高、表面光洁度好。

4、镁合金成本下探，性价比有望提升

• 镁合金在当前市场环境下已逐渐展现其成本优势。据星源卓镁招股说明书表明，当镁合金价格与铝合金价格比小于 1.5，镁合金将会被选择用于替代铝合金；当这个比例小于1.3时，在作为可替代铝合金的领域将会大量应用。根据市场价格走势，镁价自2021年从高位回落震荡后已进入相对低位区间，2024年年末至今已低于铝价。截止2025年10月，镁铝价格比为0.85，镁合金作为轻量化材料的性价比有望进一步提升。

5、航空铝材助众擎SE 01亮相，Atlas借铝合金实现腿部大幅减重

• 众擎机器人 SE 01 人形机器人机身采用了航空级铝材，身高 170cm，整机净重 55 公斤，全身拥有 32 个自由度，常态下的行走速度为 2 米每秒，电池续航时间两小时，使用寿命 10 年。

• 波士顿动力Atlas改用7075铝合金后，腿部结构重量从38公斤降至12公斤。

6、埃斯顿镁合金机器人减重显著，本田ASIMO行走与奔跑速度双突破

• 埃斯顿镁合金机器人ER4-550-MI采用镁合金作为主体材质，在同等结构条件下，零部件重量较铝合金版本降低约33%，整机减重达11%；在性能方面，其高速性能提升5%，功耗降低10%。

• 日本本田公司第3代的ASIMO由轻质合金制成，其外壳为镁合金材质，步行速度由原来的1.6km/h提高到2.5km/h，最大奔跑速度达到了3km/h。

7、人形机器人全球市场加速发展，铝、镁合金市场潜力巨大

• 我们预测，到2030年人形机器人数量将达到205.0万台，人形机器人市场规模将达到2,870.3亿元。我们预测，2025年至2030年全球人形机器人市场规模将从97.8亿元增长至2,870.3亿元，年复合增长率130.2%。

2030年全球人形机器人对应铝合金市场规模有望达100.86亿元； 2030年全球人形机器人对应镁合金市场规模有望达36.89亿元。