一、什么是稀土鎂合金

稀(xi)(xi)土鎂(mei)合金(jin)泛(fan)指含有稀(xi)(xi)土元素的(de)鎂(mei)合金(jin)。

大(da)部分(fen)稀(xi)土元素與鎂(mei)(mei)的原(yuan)子尺(chi)寸半徑相差在(zai)±15%范圍(wei)內，在(zai)鎂(mei)(mei)中有(you)較大(da)固溶度，具有(you)良(liang)好的固溶強化、沉淀強化作用；可以有(you)效(xiao)地改善合金組織(zhi)和(he)微觀結構、提高合金室溫(wen)及高溫(wen)力學性能(neng)、增強合金耐蝕性和(he)耐熱性等。

在鎂合金(jin)領域開發(fa)出(chu)一系(xi)列(lie)含(han)稀土的鎂合金(jin)，使它們具有高強、耐熱、耐蝕等性能，將(jiang)有效地拓展(zhan)鎂合金(jin)的應用領域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)(xi)土(tu)(tu)鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)和(he)普通(tong)鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)相比，主要是添加了稀(xi)(xi)土(tu)(tu)元素，充(chong)分利(li)用(yong)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)元素獨(du)特的(de)物理和(he)化學性(xing)質，進(jin)一(yi)步提(ti)高和(he)改善鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)綜合性(xing)能(neng)，特別是耐高溫、高強度鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)開(kai)發，使鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)優(you)良性(xing)能(neng)得到充(chong)分發揮，以滿(man)足汽車工業、通(tong)訊電(dian)子業、航空航天等(deng)領域對高品質高性(xing)能(neng)鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)需求，擴大(da)鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)應用(yong)范圍。稀(xi)(xi)土(tu)(tu)在鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)中的(de)作用(yong)主要有：

1、熔體凈化

稀土元素在鎂合金(jin)熔(rong)體(ti)中具(ju)有除氫(qing)、除氧、除硫(liu)、除鐵、除夾雜物的(de)作(zuo)用(yong), 達到除氣精煉、凈化熔(rong)體(ti)的(de)效果。

2、熔體保護

鎂(mei)合(he)(he)金(jin)在(zai)熔(rong)煉(lian)(lian)過程中極易氧化燃(ran)燒(shao)，工業(ye)生(sheng)產(chan)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)一般采用熔(rong)劑覆蓋或氣(qi)體(ti)保(bao)護(hu)法(fa)熔(rong)煉(lian)(lian)，但都存(cun)在(zai)不少缺點，如(ru)果能夠(gou)提高鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)體(ti)自身(shen)的(de)起(qi)燃(ran)溫度(du)則(ze)有可能實現鎂(mei)合(he)(he)金(jin)大氣(qi)下直接熔(rong)煉(lian)(lian)，這(zhe)對鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)進一步推廣應用意義重大。稀土(tu)是鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)體(ti)的(de)表面(mian)活性元素，能夠(gou)在(zai)熔(rong)體(ti)表面(mian)形(xing)成(cheng)致密的(de)復(fu)合(he)(he)氧化物膜，有效阻止(zhi)熔(rong)體(ti)和大氣(qi)的(de)接觸(chu)，大大提高鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)體(ti)起(qi)燃(ran)溫度(du)。

3、細晶強化

稀土(tu)元素在固液(ye)界面(mian)前沿富集引起成分(fen)過冷(leng)，過冷(leng)區形成新的(de)形核帶而形成細等軸晶，此外稀土(tu)的(de)富集使其(qi)起到(dao)阻(zu)礙α-Mg晶粒長大的(de)作(zuo)用，進一步促進了晶粒的(de)細化。根據Hall2Petch公式，合(he)金的(de)強度隨晶粒尺(chi)寸的(de)細化而增(zeng)加，并且相對體(ti)心(xin)立方和(he)面(mian)心(xin)立方晶體(ti)而言，晶粒尺(chi)寸對密排六方金屬強度影響更大，因此鎂合(he)金晶粒細化產(chan)生的(de)強化效(xiao)果極為顯著。

4、固溶強化

大部分稀(xi)土元素(su)在鎂(mei)中具(ju)有較(jiao)高的(de)固溶(rong)(rong)度(du)，當稀(xi)土元素(su)固溶(rong)(rong)于鎂(mei)基體(ti)時，由于稀(xi)土元素(su)與鎂(mei)的(de)原(yuan)子半徑和彈(dan)性模量的(de)差異，使(shi)鎂(mei)基體(ti)產(chan)生點(dian)陣畸變。由此產(chan)生的(de)應力將阻礙位(wei)錯運(yun)動，從(cong)而使(shi)鎂(mei)基體(ti)得到強(qiang)化(hua)。稀(xi)土元素(su)固溶(rong)(rong)強(qiang)化(hua)的(de)作用主要是減慢(man)原(yuan)子擴散速率(lv)，阻礙位(wei)錯運(yun)動，從(cong)而強(qiang)化(hua)基體(ti)，提高合金(jin)的(de)強(qiang)度(du)和高溫蠕變性能。

5、彌散強化

稀土(tu)與鎂或其他合(he)金(jin)(jin)化(hua)元素(su)在(zai)合(he)金(jin)(jin)凝固過程中形(xing)成穩(wen)定的(de)金(jin)(jin)屬(shu)間(jian)化(hua)合(he)物，這些含稀土(tu)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)間(jian)化(hua)合(he)物一般(ban)具有高熔點、高熱(re)穩(wen)定性等特點，它們呈細小化(hua)合(he)物粒子彌散分布(bu)于晶(jing)界(jie)(jie)和晶(jing)內，在(zai)高溫下可以釘扎晶(jing)界(jie)(jie)，抑(yi)制(zhi)晶(jing)界(jie)(jie)滑移(yi)，同時阻礙位(wei)錯運動，強化(hua)合(he)金(jin)(jin)基體。

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)產業體系完(wan)整，可實現自產自銷。高性能稀土鎂輕質結構合金材(cai)料(liao)未來的市場需(xu)求(qiu)主(zhu)要集中在以下幾(ji)個方面：

1、高性能鎂(mei)稀土(tu)母合(he)金、稀土(tu)鎂(mei)合(he)金短流程(cheng)低成本(ben)制(zhi)備技術開發(fa)及推廣應用。

2、面(mian)向應用(yong)的新型高性能稀(xi)土鎂合金(jin)材料開發。

3、先進加(jia)工成型(xing)技(ji)術(shu)及配套(tao)裝(zhuang)備研發。

4、完(wan)善(shan)稀土綠色冶煉分離(li)技(ji)術，加快推廣應用(yong)。

5、面向材料生命周(zhou)期的系統研(yan)究，建立(li)“產學研(yan)用”協(xie)同(tong)發(fa)展平臺。

6、加快高性(xing)能稀土(tu)鎂輕質結構材料應用速度，盡快實(shi)現軍用領(ling)域向(xiang)民(min)用領(ling)域轉化，逐(zhu)漸擴大市(shi)場規模，到(dao)2035年將替(ti)代普通鎂合金材料的比例(li)達(da)到(dao)30%。