金属凝固过程热模拟技术属于物理模拟方法范畴，它以能够反映连铸坯、铸锭或铸件凝固过程与组织的最小单元（即“特征单元”）作为实验热模拟的关键要素，离线再现特征单元在实际生产条件下凝固的基本条件，形成了基于特征单元的以点见面的金属凝固过程热模拟原创技术。该技术成功地将生产条件下数吨重铸件、数十吨连铸坯以及数百吨铸锭的凝固过程“浓缩”到实验室，用数百克（铸件和连铸坯）和数十千克（大型铸锭）金属进行研究。基于特征单元热相似原理，开发出连铸坯、大铸锭、双辊薄带和热裂纹等一系列生产条件下金属凝固过程热模拟实验装置，为认识生产条件下金属凝固过程的基础科学问题提供了原创性实验手段。

金属材料凝固控制与加工成形一体化技术是金属材料加工的国际前沿技术，近年来，受到国际材料加工领域研究者的高度重视，在相关机理、工艺技术、装备、以及应用方面相继开展了大量工作并取得了重要进展。随着绿色化制造与节能减排推进，轻量化薄壁化是现代金属铸造成形的发展方向。然而，传统压铸生产的大型薄壁件缺陷多，性能差，尺寸精度低，难以满足应用需求。 本项成果发明了高效低成本铝合金均匀凝固控制新技术，结合压铸工艺生产出高性能大型薄壁件，铸件组织细小均匀、缺陷少、表面质量及性能好、尺寸精度高，产品在电子通讯、汽车和国防等领域得到大批量应用。其技术原理为：通过创新研制开发的铝合金均匀凝固控制系统，高效获得成分、凝固组织均匀的半固态流变浆料，直接通过大型压铸机和模具压铸成具有高性能、高表面质量、内部缺陷极低的高质量大型薄壁成形件。

本项成果发明了高效低成本铝合金均匀凝固控制新技术，结合压铸工艺生产出高性能大型薄壁件，铸件组织细小均匀、缺陷少、表面质量及性能好、尺寸精度高，产品在电子通讯、汽车和国防等领域得到大批量应用。其技术原理为：通过创新研制开发的铝合金均匀凝固控制系统，高效获得成分、凝固组织均匀的半固态流变浆料，直接通过大型压铸机和模具压铸成具有高性能、高表面质量、内部缺陷极低的高质量大型薄壁成形件。

镁合金是目前工程应用中的轻质金属结构材料，同时又具有良好的阻尼减震性能，在交通工具、通讯器材、航空航天等具有轻量化需求的领域有着广泛的应用潜力和发展空间。加快镁金属材料开发、扩大镁合金的应用已迫在眉睫，有利于推动具有资源优势的镁合金与钢、铝、塑料等互补，形成更加完善的材料体系，符合我国经济可持续发展的战略目标。 基于我国镁合金研究与应用领域前期间形成的技术、产业基础和产学研结合的创新团队，针对具有实用价值的镁合金品种少，镁合金传统压铸件性能低，镁合金腐蚀、连接、疲劳、冲击、振动等性能数据匮乏等现状，通过研究和开发面向实际应用的新型镁合金、板/型材成形技术、零部件同步开发与应用技术等，引领镁合金应用的发展，实现镁合金的扩大应用，全面提高我国镁合金的技术水平，将我国的镁资源优势转化为技术和经济优势。 本项目研究内容：基于镁合金材料特性，通过设计和优化成分，研制能够满足不同使用需求的新型镁合金；基于镁合金凝固特征，研究压铸成形过程中铸态缺陷的成因，开发新型镁合金真空压铸技术，并制造相关汽车零部件；基于镁合金晶体结构特点，研究镁合金轧制和挤压过程的变形行为，开发出适用于汽车与轨道交通等领域的固态成形技术与零部件产品；模拟不同使用环境，研究镁合金的腐蚀防护和连接方法，对镁合金及典型零部件进行疲劳、冲击等可靠性指标进行评价，建立镁合金应用性能的系统评估体系；以汽车为平台，集成上述开发的部分镁合金零部件，通对台架试验和路试，探索各种技术适用性，深化镁合金零部件的开发和应用水平。 本项目研究内容分解为六个课题，包括： 1 面向应用的新型镁合金研究开发 2 镁合金高致密度压铸技术开发 3 镁合金板带高效低成本轧制技术开发 4 镁合金特种型材挤压成形技术开发 5 镁合金防护、连接与可靠性研究及评价 6 镁合金零部件同步开发与集成应用