一、什么是稀土鎂合金

稀土鎂合(he)金(jin)泛(fan)指(zhi)含有稀土元素(su)的鎂合(he)金(jin)。

大(da)部分稀土(tu)元素與鎂的原子尺寸(cun)半徑相差(cha)在(zai)±15%范圍內，在(zai)鎂中有較大(da)固溶(rong)度，具有良好(hao)的固溶(rong)強化、沉(chen)淀(dian)強化作用(yong)；可以有效地改善合(he)金組織(zhi)和(he)微觀結構、提高合(he)金室溫及高溫力學性(xing)能、增強合(he)金耐蝕(shi)性(xing)和(he)耐熱性(xing)等。

在鎂合(he)金(jin)領域開發(fa)出(chu)一系列含(han)稀土的(de)鎂合(he)金(jin)，使它們具(ju)有(you)高(gao)強、耐熱、耐蝕(shi)等(deng)性能，將(jiang)有(you)效地拓展鎂合(he)金(jin)的(de)應用領域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)土(tu)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)和(he)普通(tong)(tong)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)相比，主要是(shi)添(tian)加了稀(xi)土(tu)元素，充(chong)(chong)分利(li)用稀(xi)土(tu)元素獨特(te)的(de)(de)(de)物理和(he)化學性質，進一步提高和(he)改善(shan)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)綜合(he)(he)性能，特(te)別(bie)是(shi)耐(nai)高溫、高強度(du)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)開發，使鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)優良性能得到充(chong)(chong)分發揮，以(yi)滿足汽車(che)工業、通(tong)(tong)訊電子業、航空航天等領域對高品質高性能鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)需求(qiu)，擴大(da)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)應用范圍。稀(xi)土(tu)在鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)中的(de)(de)(de)作用主要有：

1、熔體凈化

稀(xi)土(tu)元素在(zai)鎂合金熔(rong)體(ti)中具有除(chu)氫(qing)、除(chu)氧、除(chu)硫、除(chu)鐵、除(chu)夾雜物(wu)的作用(yong), 達(da)到除(chu)氣(qi)精(jing)煉、凈化(hua)熔(rong)體(ti)的效果。

2、熔體保護

鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)在熔(rong)煉(lian)過(guo)程中(zhong)極易氧(yang)化(hua)燃燒，工業生產鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)一(yi)(yi)般采用熔(rong)劑(ji)覆蓋或(huo)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)保護法熔(rong)煉(lian)，但都存在不(bu)少缺點(dian)，如(ru)果能(neng)夠提高(gao)鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)體(ti)(ti)自身的(de)起燃溫度則有(you)可能(neng)實現鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)大(da)氣(qi)(qi)下直接(jie)熔(rong)煉(lian)，這對鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)進一(yi)(yi)步(bu)推廣(guang)應用意義重大(da)。稀土(tu)是鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)體(ti)(ti)的(de)表面活性元素，能(neng)夠在熔(rong)體(ti)(ti)表面形成致密(mi)的(de)復合(he)(he)氧(yang)化(hua)物膜，有(you)效阻(zu)止(zhi)熔(rong)體(ti)(ti)和大(da)氣(qi)(qi)的(de)接(jie)觸，大(da)大(da)提高(gao)鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)體(ti)(ti)起燃溫度。

3、細晶強化

稀土元素在固液界面(mian)前沿富集引起成(cheng)(cheng)分過冷，過冷區形(xing)成(cheng)(cheng)新的(de)形(xing)核帶(dai)而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)細(xi)等軸(zhou)晶(jing)，此(ci)(ci)外稀土的(de)富集使其起到阻礙α-Mg晶(jing)粒長(chang)大的(de)作用，進一步促進了晶(jing)粒的(de)細(xi)化。根(gen)據Hall2Petch公式，合金的(de)強(qiang)度隨晶(jing)粒尺(chi)寸的(de)細(xi)化而(er)增加，并且相對(dui)(dui)體心(xin)立方和面(mian)心(xin)立方晶(jing)體而(er)言，晶(jing)粒尺(chi)寸對(dui)(dui)密排(pai)六方金屬強(qiang)度影響更(geng)大，因此(ci)(ci)鎂合金晶(jing)粒細(xi)化產生的(de)強(qiang)化效(xiao)果極為顯著。

4、固溶強化

大部(bu)分稀土元(yuan)素在鎂中具有較高的固(gu)(gu)(gu)溶(rong)度(du)，當(dang)稀土元(yuan)素固(gu)(gu)(gu)溶(rong)于鎂基體(ti)時，由(you)于稀土元(yuan)素與鎂的原子(zi)半徑和彈性(xing)模量的差異，使(shi)鎂基體(ti)產生點陣畸變(bian)。由(you)此產生的應(ying)力將阻(zu)礙位(wei)(wei)錯(cuo)運動(dong)，從(cong)(cong)而使(shi)鎂基體(ti)得到強(qiang)(qiang)化。稀土元(yuan)素固(gu)(gu)(gu)溶(rong)強(qiang)(qiang)化的作用(yong)主要是減慢原子(zi)擴散速率，阻(zu)礙位(wei)(wei)錯(cuo)運動(dong)，從(cong)(cong)而強(qiang)(qiang)化基體(ti)，提(ti)高合金(jin)的強(qiang)(qiang)度(du)和高溫蠕變(bian)性(xing)能。

5、彌散強化

稀土與鎂或其(qi)他(ta)合(he)金(jin)化元素(su)在(zai)合(he)金(jin)凝固過程中形成穩(wen)定的金(jin)屬(shu)間(jian)化合(he)物，這些含稀土的金(jin)屬(shu)間(jian)化合(he)物一般具有高熔點(dian)、高熱(re)穩(wen)定性等特(te)點(dian)，它們呈細(xi)小(xiao)化合(he)物粒(li)子(zi)彌散分布于晶(jing)(jing)界(jie)和(he)晶(jing)(jing)內，在(zai)高溫下可以釘扎(zha)晶(jing)(jing)界(jie)，抑制晶(jing)(jing)界(jie)滑移，同時阻(zu)礙位錯(cuo)運動(dong)，強(qiang)化合(he)金(jin)基體(ti)。

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(qing)質(zhi)(zhi)結構材料產業體系完整，可實現自產自銷。高性能稀土鎂(mei)輕(qing)質(zhi)(zhi)結構合金材料未來的市場需求(qiu)主要集中在以下幾個方(fang)面：

1、高性能鎂稀土母合(he)金(jin)、稀土鎂合(he)金(jin)短(duan)流(liu)程低(di)成本(ben)制備(bei)技術(shu)開發及推(tui)廣應用。

2、面向(xiang)應用的新型高性能稀(xi)土(tu)鎂合金材料開發(fa)。

3、先進加工(gong)成型技術及配套(tao)裝備研發。

4、完善稀(xi)土綠色冶煉分離技術(shu)，加(jia)快推廣應用。

5、面向(xiang)材(cai)料生命周期的系統研究，建立“產(chan)學研用”協同發展平臺。

6、加快(kuai)高性能(neng)稀土鎂輕質結構材料應用(yong)速(su)度，盡快(kuai)實現(xian)軍用(yong)領(ling)域(yu)(yu)向民用(yong)領(ling)域(yu)(yu)轉化，逐(zhu)漸擴大(da)市場規(gui)模，到2035年將替代普(pu)通鎂合金材料的比例(li)達到30%。