一、什么是稀土鎂合金

稀土(tu)鎂合金泛指含有稀土(tu)元素的鎂合金。

大部(bu)分稀土(tu)元(yuan)素與(yu)鎂的(de)原子尺寸(cun)半徑相差(cha)在(zai)±15%范圍內，在(zai)鎂中有(you)較(jiao)大固(gu)溶度，具有(you)良好的(de)固(gu)溶強化(hua)、沉淀強化(hua)作用；可以有(you)效地改善合(he)(he)金(jin)組(zu)織和(he)微(wei)觀(guan)結(jie)構、提(ti)高(gao)合(he)(he)金(jin)室溫及高(gao)溫力(li)學性(xing)(xing)能、增強合(he)(he)金(jin)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)等。

在鎂(mei)合(he)(he)金(jin)領(ling)域開發出一系列含稀土的鎂(mei)合(he)(he)金(jin)，使它們具有(you)高強、耐(nai)熱、耐(nai)蝕等性能(neng)，將有(you)效地拓(tuo)展鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的應用領(ling)域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)(xi)土鎂合(he)(he)金(jin)和(he)普通鎂合(he)(he)金(jin)相比，主(zhu)要是添(tian)加了稀(xi)(xi)土元素，充(chong)(chong)分(fen)利用(yong)稀(xi)(xi)土元素獨特的(de)物(wu)理(li)和(he)化學(xue)性質，進一步(bu)提高(gao)和(he)改善鎂合(he)(he)金(jin)的(de)綜合(he)(he)性能(neng)，特別(bie)是耐(nai)高(gao)溫、高(gao)強(qiang)度鎂合(he)(he)金(jin)的(de)開發(fa)，使鎂合(he)(he)金(jin)的(de)優良性能(neng)得(de)到充(chong)(chong)分(fen)發(fa)揮，以滿足汽(qi)車工業(ye)、通訊電子(zi)業(ye)、航空航天等領域(yu)對(dui)高(gao)品質高(gao)性能(neng)鎂合(he)(he)金(jin)的(de)需(xu)求，擴大鎂合(he)(he)金(jin)的(de)應用(yong)范圍。稀(xi)(xi)土在鎂合(he)(he)金(jin)中的(de)作(zuo)用(yong)主(zhu)要有：

1、熔體凈化

稀(xi)土元(yuan)素在鎂合金熔體(ti)中具有(you)除氫、除氧、除硫、除鐵、除夾雜物的(de)作(zuo)用, 達到除氣精煉(lian)、凈化熔體(ti)的(de)效果。

2、熔體保護

鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)在(zai)熔(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)過程中(zhong)極易(yi)氧化燃燒，工業生(sheng)產鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)一般(ban)采用熔(rong)(rong)(rong)(rong)劑覆蓋(gai)或氣體(ti)(ti)(ti)保(bao)護法(fa)熔(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)，但(dan)都存(cun)在(zai)不少(shao)缺(que)點，如果能(neng)夠提高鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)自身的起燃溫度則有(you)可能(neng)實現鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)大氣下直接熔(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)，這(zhe)對鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)的進一步(bu)推廣(guang)應(ying)用意義重(zhong)大。稀土是鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)的表(biao)面活(huo)性元素，能(neng)夠在(zai)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)表(biao)面形(xing)成致(zhi)密的復合氧化物膜，有(you)效阻止熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)和大氣的接觸，大大提高鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)起燃溫度。

3、細晶強化

稀土(tu)元素在固液(ye)界(jie)面前沿富(fu)集(ji)引起成(cheng)分過冷，過冷區形(xing)成(cheng)新的(de)形(xing)核帶而(er)形(xing)成(cheng)細等(deng)軸晶，此外稀土(tu)的(de)富(fu)集(ji)使(shi)其起到阻礙α-Mg晶粒(li)長大的(de)作用(yong)，進(jin)一步促進(jin)了晶粒(li)的(de)細化。根據Hall2Petch公式，合金(jin)的(de)強度(du)(du)隨晶粒(li)尺寸(cun)的(de)細化而(er)增加，并且相(xiang)對體(ti)心立方(fang)和面心立方(fang)晶體(ti)而(er)言，晶粒(li)尺寸(cun)對密排六(liu)方(fang)金(jin)屬(shu)強度(du)(du)影(ying)響更大，因此鎂合金(jin)晶粒(li)細化產生的(de)強化效果極為顯著。

4、固溶強化

大部分(fen)稀土(tu)元(yuan)素在鎂(mei)中具有較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)度(du)，當稀土(tu)元(yuan)素固(gu)溶(rong)(rong)于(yu)鎂(mei)基體時，由于(yu)稀土(tu)元(yuan)素與鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)原子(zi)半(ban)徑和彈性(xing)模量的(de)(de)(de)(de)差(cha)異，使(shi)鎂(mei)基體產生(sheng)點陣畸變。由此產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)應力將阻礙位(wei)錯運動，從而使(shi)鎂(mei)基體得到強(qiang)化。稀土(tu)元(yuan)素固(gu)溶(rong)(rong)強(qiang)化的(de)(de)(de)(de)作用主要是減慢原子(zi)擴(kuo)散速率，阻礙位(wei)錯運動，從而強(qiang)化基體，提高合金的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)和高溫蠕變性(xing)能。

5、彌散強化

稀(xi)土與(yu)鎂(mei)或其他(ta)合(he)金(jin)化(hua)元素(su)在(zai)合(he)金(jin)凝固過程(cheng)中形成(cheng)穩定(ding)的(de)金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)物，這(zhe)些(xie)含(han)稀(xi)土的(de)金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)物一般具有(you)高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)、高(gao)熱(re)穩定(ding)性等特點(dian)(dian)，它(ta)們呈細小化(hua)合(he)物粒子彌散分布(bu)于晶界(jie)和晶內，在(zai)高(gao)溫下可(ke)以(yi)釘扎(zha)晶界(jie)，抑制晶界(jie)滑(hua)移(yi)，同時阻(zu)礙位錯運動，強化(hua)合(he)金(jin)基(ji)體。

三、稀土鎂合金的應用前景怎么樣

相較于普通鎂合金材料，高性能稀土鎂輕質結構合金材料在添加稀土后，具有強度高、韌性好、耐熱耐蝕等顯著優勢，解決了制約鎂合金材料廣泛應用的關鍵問題，是推進我國航空、航天、汽車、軌道交通等領域輕量化發展的關鍵基礎材料。我國鎂、稀土資源豐富，合金成型及加工技術成熟，市場應用空間大，稀土鎂合金輕質結構材(cai)料(liao)產(chan)業體系完(wan)整，可(ke)實現自(zi)產(chan)自(zi)銷(xiao)。高性能稀土鎂輕質結構合金材(cai)料(liao)未來的市場需求(qiu)主(zhu)要(yao)集中在以下幾(ji)個方面：

1、高(gao)性能鎂稀(xi)土(tu)母合金、稀(xi)土(tu)鎂合金短流程低成本制備技術開發及(ji)推(tui)廣(guang)應用。

2、面向應用的(de)新型高(gao)性能稀土鎂合金材料開發。

3、先進加工成型技術及(ji)配(pei)套裝備研發。

4、完善(shan)稀土綠色(se)冶煉分(fen)離(li)技(ji)術，加快推(tui)廣應用。

5、面向材料生命周期的(de)系統(tong)研(yan)究，建立“產(chan)學(xue)研(yan)用”協(xie)同發展(zhan)平臺。

6、加(jia)快高性能稀(xi)土鎂輕質(zhi)結構材料(liao)應用(yong)(yong)速度，盡快實現軍用(yong)(yong)領域(yu)向民用(yong)(yong)領域(yu)轉化(hua)，逐漸擴大市場規模，到(dao)2035年將(jiang)替代普通鎂合金材料(liao)的比例達到(dao)30%。