一、什么是稀土鎂合金

稀(xi)土鎂合金泛指含(han)有稀(xi)土元素(su)的鎂合金。

大部分稀土(tu)元素與鎂的(de)原子尺(chi)寸半徑相差在±15%范圍(wei)內，在鎂中(zhong)有(you)(you)較大固(gu)溶度，具有(you)(you)良好的(de)固(gu)溶強化、沉淀強化作用；可(ke)以有(you)(you)效(xiao)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)金耐蝕性(xing)和(he)耐熱(re)性(xing)等。

在鎂(mei)合金(jin)領域(yu)開發出一系列(lie)含稀(xi)土的(de)(de)鎂(mei)合金(jin)，使它們具有(you)高(gao)強、耐(nai)熱、耐(nai)蝕等(deng)性能，將有(you)效地拓展(zhan)鎂(mei)合金(jin)的(de)(de)應(ying)用領域(yu)。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀土(tu)鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)和(he)普(pu)通鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)相比(bi)，主(zhu)要(yao)是添(tian)加了稀土(tu)元素(su)，充分利用(yong)稀土(tu)元素(su)獨特(te)(te)的(de)(de)物理和(he)化學性質(zhi)，進一步(bu)提高(gao)和(he)改善(shan)鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)綜合性能(neng)(neng)，特(te)(te)別是耐高(gao)溫、高(gao)強度鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)開發(fa)，使鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)優(you)良(liang)性能(neng)(neng)得到充分發(fa)揮，以滿足汽車工業、通訊(xun)電子業、航空航天等領域(yu)對高(gao)品質(zhi)高(gao)性能(neng)(neng)鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)需求(qiu)，擴大鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)應用(yong)范圍。稀土(tu)在鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)中的(de)(de)作用(yong)主(zhu)要(yao)有(you)：

1、熔體凈化

稀土元素在鎂合金熔體中具有除氫(qing)、除氧、除硫、除鐵(tie)、除夾雜物的(de)作用(yong), 達到除氣精(jing)煉、凈化熔體的(de)效果(guo)。

2、熔體保護

鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)在(zai)熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)過程中極易氧化燃(ran)燒，工(gong)業生產(chan)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)一般采(cai)用熔(rong)(rong)(rong)劑覆蓋或氣體保護(hu)法熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)，但都存在(zai)不少缺點，如果能(neng)(neng)夠提(ti)高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)(rong)體自(zi)身的(de)(de)起燃(ran)溫(wen)度(du)則有(you)可(ke)能(neng)(neng)實現鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)大(da)氣下(xia)直接熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)，這對鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)的(de)(de)進一步推廣應用意(yi)義(yi)重大(da)。稀土(tu)是鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)(rong)體的(de)(de)表面活(huo)性元素，能(neng)(neng)夠在(zai)熔(rong)(rong)(rong)體表面形(xing)成致密(mi)的(de)(de)復合(he)氧化物膜，有(you)效(xiao)阻止熔(rong)(rong)(rong)體和大(da)氣的(de)(de)接觸，大(da)大(da)提(ti)高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)(rong)體起燃(ran)溫(wen)度(du)。

3、細晶強化

稀(xi)土元素(su)在(zai)固液界面前沿富集引起(qi)成分過冷，過冷區形(xing)成新的(de)形(xing)核帶而(er)形(xing)成細(xi)(xi)等(deng)軸晶，此外稀(xi)土的(de)富集使其起(qi)到阻礙α-Mg晶粒長(chang)大(da)的(de)作用，進一(yi)步促進了晶粒的(de)細(xi)(xi)化。根據Hall2Petch公式(shi)，合金(jin)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)隨(sui)晶粒尺(chi)寸(cun)的(de)細(xi)(xi)化而(er)增加(jia)，并且相對體心(xin)(xin)立(li)方和(he)面心(xin)(xin)立(li)方晶體而(er)言，晶粒尺(chi)寸(cun)對密(mi)排六方金(jin)屬強(qiang)(qiang)度(du)影響更大(da)，因此鎂合金(jin)晶粒細(xi)(xi)化產生(sheng)的(de)強(qiang)(qiang)化效果極為顯著。

4、固溶強化

大部(bu)分(fen)稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)在鎂中具有較高(gao)的(de)(de)固(gu)溶(rong)度(du)，當稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)固(gu)溶(rong)于(yu)鎂基體(ti)時，由于(yu)稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)與鎂的(de)(de)原(yuan)子(zi)半徑和(he)彈(dan)性模(mo)量的(de)(de)差異，使(shi)鎂基體(ti)產(chan)生點陣畸變。由此(ci)產(chan)生的(de)(de)應力將阻礙(ai)位錯(cuo)運動(dong)，從(cong)而(er)使(shi)鎂基體(ti)得到強(qiang)化(hua)。稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)固(gu)溶(rong)強(qiang)化(hua)的(de)(de)作用主要是減慢原(yuan)子(zi)擴散速率，阻礙(ai)位錯(cuo)運動(dong)，從(cong)而(er)強(qiang)化(hua)基體(ti)，提高(gao)合金的(de)(de)強(qiang)度(du)和(he)高(gao)溫蠕變性能。

5、彌散強化

稀土與鎂或其他合金(jin)化(hua)元素(su)在(zai)合金(jin)凝固過程中形成(cheng)穩(wen)定(ding)的(de)金(jin)屬間(jian)化(hua)合物(wu)，這些含(han)稀土的(de)金(jin)屬間(jian)化(hua)合物(wu)一般具有高(gao)熔(rong)點、高(gao)熱(re)穩(wen)定(ding)性等特點，它們呈(cheng)細小化(hua)合物(wu)粒子(zi)彌散(san)分布于晶界(jie)和晶內(nei)，在(zai)高(gao)溫下(xia)可以釘扎晶界(jie)，抑制晶界(jie)滑(hua)移，同(tong)時阻礙(ai)位(wei)錯運動，強化(hua)合金(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料產(chan)業體系完整，可實現(xian)自產(chan)自銷。高(gao)性能稀土鎂輕質結構合金材料未來的(de)市(shi)場(chang)需(xu)求主要(yao)集(ji)中在(zai)以下幾個(ge)方面：

1、高性能(neng)鎂稀土母(mu)合金(jin)(jin)、稀土鎂合金(jin)(jin)短(duan)流程低成(cheng)本制(zhi)備技術開發及推(tui)廣(guang)應用。

2、面向應用的新型高(gao)性能(neng)稀(xi)土(tu)鎂合金材料開(kai)發(fa)。

3、先進加(jia)工成型(xing)技術及配套裝(zhuang)備研發(fa)。

4、完善稀土(tu)綠色冶煉分離技(ji)術，加(jia)快推廣應(ying)用(yong)。

5、面(mian)向材料生命(ming)周期的(de)系統研(yan)(yan)究，建(jian)立“產學研(yan)(yan)用”協同發展平臺。

6、加(jia)快(kuai)高性(xing)能稀(xi)土鎂(mei)輕質結構材(cai)料應用(yong)速(su)度(du)，盡(jin)快(kuai)實(shi)現軍用(yong)領域向民(min)用(yong)領域轉化，逐漸擴大市場規模，到2035年(nian)將替代普通鎂(mei)合金材(cai)料的比例(li)達(da)到30%。