一、什么是稀土鎂合金

稀土鎂(mei)合(he)金(jin)泛指含(han)有稀土元(yuan)素的鎂(mei)合(he)金(jin)。

大(da)(da)部分稀土元素與(yu)鎂的原子(zi)尺(chi)寸(cun)半徑相差在±15%范圍內，在鎂中有較大(da)(da)固溶度，具有良(liang)好(hao)的固溶強(qiang)化、沉淀強(qiang)化作用(yong)；可以(yi)有效地改善合金(jin)組織和微(wei)觀結構(gou)、提高(gao)合金(jin)室溫(wen)及高(gao)溫(wen)力學(xue)性能、增強(qiang)合金(jin)耐(nai)蝕(shi)性和耐(nai)熱性等(deng)。

在鎂合(he)(he)金(jin)(jin)領域開(kai)發出一系列含稀土的鎂合(he)(he)金(jin)(jin)，使它們具(ju)有高強、耐熱、耐蝕等性能，將有效地(di)拓展鎂合(he)(he)金(jin)(jin)的應用領域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀土鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)和普通鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)相比，主要(yao)是(shi)添加了稀土元素，充(chong)分(fen)(fen)利用(yong)稀土元素獨(du)特的(de)物理和化學性(xing)質，進一步提(ti)高和改(gai)善鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)綜合(he)(he)性(xing)能(neng)(neng)，特別是(shi)耐高溫(wen)、高強度鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)開(kai)發(fa)，使(shi)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)優良(liang)性(xing)能(neng)(neng)得到(dao)充(chong)分(fen)(fen)發(fa)揮(hui)，以滿足汽車工(gong)業、通訊電子業、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天等領域對高品質高性(xing)能(neng)(neng)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)需(xu)求，擴大鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)應用(yong)范(fan)圍。稀土在(zai)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)中的(de)作用(yong)主要(yao)有：

1、熔體凈化

稀土元素在鎂(mei)合金熔體中(zhong)具有(you)除(chu)氫、除(chu)氧、除(chu)硫、除(chu)鐵、除(chu)夾(jia)雜物(wu)的(de)作用, 達到(dao)除(chu)氣(qi)精煉、凈(jing)化熔體的(de)效果。

2、熔體保護

鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)在熔(rong)(rong)(rong)(rong)煉過程(cheng)中極(ji)易氧化燃燒，工業生產鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)一般采(cai)用(yong)(yong)熔(rong)(rong)(rong)(rong)劑覆蓋或氣體(ti)(ti)(ti)保護法熔(rong)(rong)(rong)(rong)煉，但(dan)都(dou)存在不少(shao)缺點，如果能夠提高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)自身的(de)起燃溫(wen)度則有(you)可能實現(xian)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)大氣下直接(jie)熔(rong)(rong)(rong)(rong)煉，這對(dui)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)的(de)進一步推廣(guang)應用(yong)(yong)意(yi)義重(zhong)大。稀土是鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)的(de)表面(mian)活性元素(su)，能夠在熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)表面(mian)形(xing)成致密的(de)復合(he)氧化物膜，有(you)效阻止熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)和(he)大氣的(de)接(jie)觸，大大提高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)起燃溫(wen)度。

3、細晶強化

稀土(tu)元(yuan)素在(zai)固液界面前沿(yan)富(fu)(fu)集(ji)引(yin)起成(cheng)(cheng)分(fen)過(guo)冷，過(guo)冷區形成(cheng)(cheng)新的(de)形核帶(dai)而形成(cheng)(cheng)細(xi)等(deng)軸晶(jing)，此外稀土(tu)的(de)富(fu)(fu)集(ji)使其起到阻礙α-Mg晶(jing)粒(li)長大的(de)作(zuo)用，進一步促進了(le)晶(jing)粒(li)的(de)細(xi)化。根據Hall2Petch公式(shi)，合金(jin)的(de)強(qiang)(qiang)度隨(sui)晶(jing)粒(li)尺寸(cun)的(de)細(xi)化而增加(jia)，并且(qie)相(xiang)對體(ti)心(xin)立方(fang)和(he)面心(xin)立方(fang)晶(jing)體(ti)而言，晶(jing)粒(li)尺寸(cun)對密排(pai)六方(fang)金(jin)屬強(qiang)(qiang)度影響更大，因此鎂合金(jin)晶(jing)粒(li)細(xi)化產生(sheng)的(de)強(qiang)(qiang)化效果極為(wei)顯著。

4、固溶強化

大部分稀(xi)土元(yuan)素在鎂中具(ju)有較高的(de)固(gu)(gu)溶(rong)度(du)，當稀(xi)土元(yuan)素固(gu)(gu)溶(rong)于鎂基(ji)體(ti)(ti)時，由于稀(xi)土元(yuan)素與鎂的(de)原(yuan)子半徑和彈性(xing)模量的(de)差異(yi)，使鎂基(ji)體(ti)(ti)產生(sheng)點陣畸(ji)變(bian)。由此產生(sheng)的(de)應力將阻礙(ai)位錯運動，從而使鎂基(ji)體(ti)(ti)得到強(qiang)(qiang)化。稀(xi)土元(yuan)素固(gu)(gu)溶(rong)強(qiang)(qiang)化的(de)作用主要是減慢(man)原(yuan)子擴散(san)速率，阻礙(ai)位錯運動，從而強(qiang)(qiang)化基(ji)體(ti)(ti)，提高合(he)金的(de)強(qiang)(qiang)度(du)和高溫蠕(ru)變(bian)性(xing)能。

5、彌散強化

稀(xi)土(tu)與鎂或(huo)其他合(he)金(jin)(jin)化元(yuan)素在合(he)金(jin)(jin)凝固過程(cheng)中形(xing)成穩(wen)定的(de)金(jin)(jin)屬間化合(he)物(wu)，這些含稀(xi)土(tu)的(de)金(jin)(jin)屬間化合(he)物(wu)一般具有高(gao)(gao)(gao)熔(rong)點、高(gao)(gao)(gao)熱穩(wen)定性等特點，它們(men)呈細小化合(he)物(wu)粒子彌散分(fen)布(bu)于晶(jing)界(jie)和晶(jing)內，在高(gao)(gao)(gao)溫下可以釘扎晶(jing)界(jie)，抑制晶(jing)界(jie)滑移，同時阻礙位錯運動，強化合(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(gou)材(cai)料產業體系完整(zheng)，可實現自產自銷。高(gao)性能(neng)稀土鎂輕質結構(gou)合(he)金材(cai)料未來的(de)市場需求(qiu)主(zhu)要集中在以下幾(ji)個方面(mian)：

1、高(gao)性能鎂稀土母(mu)合金、稀土鎂合金短流程低成本制(zhi)備技術開(kai)發及推廣應(ying)用。

2、面向應(ying)用的新(xin)型高性能稀土鎂合金材料開發。

3、先進加(jia)工(gong)成型技(ji)術及配套(tao)裝備研發。

4、完善稀(xi)土綠色冶煉分離技術，加(jia)快推廣應(ying)用。

5、面向(xiang)材(cai)料(liao)生(sheng)命(ming)周(zhou)期的系(xi)統研究(jiu)，建立“產學研用”協同發(fa)展(zhan)平(ping)臺。

6、加(jia)快高性能稀土鎂(mei)輕質結構材料(liao)(liao)應用速度，盡快實現軍用領(ling)域(yu)向民(min)用領(ling)域(yu)轉(zhuan)化，逐漸(jian)擴大市場規模，到2035年將替代普通鎂(mei)合金(jin)材料(liao)(liao)的比例達(da)到30%。