一、什么是稀土鎂合金

稀土(tu)鎂(mei)合金泛(fan)指含(han)有稀土(tu)元素的鎂(mei)合金。

大(da)部(bu)分稀土(tu)元素與鎂(mei)的原(yuan)子尺寸半(ban)徑(jing)相差(cha)在(zai)±15%范(fan)圍(wei)內，在(zai)鎂(mei)中有較(jiao)大(da)固溶(rong)度，具有良好(hao)的固溶(rong)強(qiang)化、沉淀強(qiang)化作用；可以有效地改善合(he)金(jin)組織和(he)微(wei)觀結(jie)構、提高(gao)合(he)金(jin)室(shi)溫及高(gao)溫力學性能、增強(qiang)合(he)金(jin)耐蝕(shi)性和(he)耐熱性等(deng)。

在鎂(mei)合(he)金(jin)領域開發出一(yi)系列含稀(xi)土的鎂(mei)合(he)金(jin)，使它們具(ju)有高(gao)強、耐熱、耐蝕等(deng)性能，將(jiang)有效地(di)拓展鎂(mei)合(he)金(jin)的應用領域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀土鎂(mei)(mei)合(he)金和(he)普通鎂(mei)(mei)合(he)金相比，主(zhu)要是添加(jia)了稀土元(yuan)素，充分(fen)(fen)利用稀土元(yuan)素獨特的(de)物理(li)和(he)化學性(xing)(xing)質(zhi)，進一步(bu)提高(gao)和(he)改善鎂(mei)(mei)合(he)金的(de)綜合(he)性(xing)(xing)能(neng)，特別是耐高(gao)溫、高(gao)強度鎂(mei)(mei)合(he)金的(de)開發(fa)，使鎂(mei)(mei)合(he)金的(de)優良性(xing)(xing)能(neng)得到充分(fen)(fen)發(fa)揮，以滿足汽(qi)車工業、通訊電(dian)子(zi)業、航空航天等(deng)領域對高(gao)品質(zhi)高(gao)性(xing)(xing)能(neng)鎂(mei)(mei)合(he)金的(de)需求，擴大鎂(mei)(mei)合(he)金的(de)應(ying)用范圍。稀土在鎂(mei)(mei)合(he)金中的(de)作用主(zhu)要有：

1、熔體凈化

稀土元素在(zai)鎂合金熔體(ti)中具有除(chu)氫(qing)、除(chu)氧(yang)、除(chu)硫、除(chu)鐵、除(chu)夾(jia)雜物的作用(yong), 達到(dao)除(chu)氣(qi)精煉、凈化熔體(ti)的效(xiao)果。

2、熔體保護

鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)在熔(rong)(rong)煉過程中極(ji)易氧化燃(ran)燒，工業生產鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)一般采(cai)用(yong)熔(rong)(rong)劑(ji)覆蓋或氣(qi)體(ti)保護(hu)法(fa)熔(rong)(rong)煉，但都(dou)存(cun)在不(bu)少缺點，如(ru)果能夠(gou)提(ti)高鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)體(ti)自身的(de)起燃(ran)溫度(du)則(ze)有可(ke)能實現鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)大(da)氣(qi)下直接熔(rong)(rong)煉，這(zhe)對鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)進(jin)一步推(tui)廣應用(yong)意義重大(da)。稀(xi)土是(shi)鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)體(ti)的(de)表面活性元(yuan)素，能夠(gou)在熔(rong)(rong)體(ti)表面形成致密(mi)的(de)復(fu)合(he)(he)(he)氧化物膜，有效阻止熔(rong)(rong)體(ti)和大(da)氣(qi)的(de)接觸，大(da)大(da)提(ti)高鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)體(ti)起燃(ran)溫度(du)。

3、細晶強化

稀土元素在(zai)固液(ye)界面前(qian)沿富集引(yin)起(qi)成(cheng)分過冷，過冷區形(xing)(xing)成(cheng)新的形(xing)(xing)核(he)帶(dai)而形(xing)(xing)成(cheng)細(xi)等軸晶，此外稀土的富集使其起(qi)到阻礙α-Mg晶粒長大的作(zuo)用，進一(yi)步促進了晶粒的細(xi)化(hua)(hua)。根據(ju)Hall2Petch公式，合(he)金(jin)的強(qiang)度隨晶粒尺寸的細(xi)化(hua)(hua)而增加，并(bing)且相對(dui)體心立方(fang)和面心立方(fang)晶體而言，晶粒尺寸對(dui)密排六方(fang)金(jin)屬強(qiang)度影響(xiang)更大，因此鎂合(he)金(jin)晶粒細(xi)化(hua)(hua)產生的強(qiang)化(hua)(hua)效果(guo)極為顯(xian)著。

4、固溶強化

大(da)部(bu)分稀(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)在(zai)鎂(mei)中具有較高的固(gu)(gu)(gu)溶(rong)度(du)(du)，當稀(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)于鎂(mei)基體(ti)時，由于稀(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)與鎂(mei)的原子半徑和彈性(xing)模量的差異，使(shi)鎂(mei)基體(ti)產(chan)生(sheng)點陣畸變。由此(ci)產(chan)生(sheng)的應力(li)將(jiang)阻(zu)(zu)礙位(wei)錯(cuo)運(yun)動(dong)，從而(er)使(shi)鎂(mei)基體(ti)得到強(qiang)化。稀(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)強(qiang)化的作(zuo)用主要是減(jian)慢原子擴散速率，阻(zu)(zu)礙位(wei)錯(cuo)運(yun)動(dong)，從而(er)強(qiang)化基體(ti)，提高合(he)金的強(qiang)度(du)(du)和高溫蠕變性(xing)能。

5、彌散強化

稀土(tu)與鎂(mei)或其他合金化(hua)元素(su)在(zai)合金凝固過程中形成穩定(ding)的金屬間化(hua)合物(wu)(wu)(wu)，這些含稀土(tu)的金屬間化(hua)合物(wu)(wu)(wu)一般(ban)具有(you)高熔(rong)點、高熱穩定(ding)性等特點，它們呈(cheng)細小化(hua)合物(wu)(wu)(wu)粒(li)子彌散(san)分(fen)布(bu)于(yu)晶(jing)(jing)界和晶(jing)(jing)內，在(zai)高溫下可以釘扎晶(jing)(jing)界，抑制(zhi)晶(jing)(jing)界滑移，同時(shi)阻礙位錯(cuo)運動，強化(hua)合金基體。

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(qing)質(zhi)結構材料產業體系完整，可(ke)實現自(zi)產自(zi)銷(xiao)。高性能稀土鎂輕(qing)質(zhi)結構合金(jin)材料未來(lai)的市場需求主要集(ji)中在以下幾個方面(mian)：

1、高性(xing)能鎂(mei)(mei)稀土(tu)母(mu)合(he)金、稀土(tu)鎂(mei)(mei)合(he)金短流程低成本制備(bei)技術(shu)開發(fa)及推廣應用(yong)。

2、面向(xiang)應用的新型(xing)高性能稀土鎂合金材(cai)料(liao)開發(fa)。

3、先進(jin)加工成型技術(shu)及配套(tao)裝備研發。

4、完(wan)善稀土綠(lv)色冶煉分離技術，加快推廣(guang)應用。

5、面向材料生命(ming)周期的系統研究，建(jian)立(li)“產學研用”協(xie)同發展平臺。

6、加(jia)快(kuai)高性能稀土鎂輕質結構材(cai)料(liao)應用速度，盡快(kuai)實現(xian)軍用領(ling)域(yu)向(xiang)民用領(ling)域(yu)轉(zhuan)化，逐漸擴大市場規(gui)模，到2035年(nian)將替代普通(tong)鎂合金材(cai)料(liao)的比例(li)達到30%。