一、什么是稀土鎂合金

稀土(tu)鎂合金泛(fan)指含有(you)稀土(tu)元(yuan)素(su)的(de)鎂合金。

大部分(fen)稀土元(yuan)素與鎂(mei)的原(yuan)子尺寸半徑(jing)相(xiang)差在(zai)±15%范圍內，在(zai)鎂(mei)中(zhong)有較大固(gu)溶(rong)度，具有良好的固(gu)溶(rong)強(qiang)化、沉淀強(qiang)化作用；可(ke)以有效地(di)改善(shan)合金(jin)組織和微觀結構、提(ti)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)蝕性和耐(nai)熱(re)性等。

在鎂合金領域(yu)開發(fa)出一(yi)系列含稀土的鎂合金，使它們具(ju)有高(gao)強、耐(nai)熱(re)、耐(nai)蝕等性能，將有效地拓展鎂合金的應用領域(yu)。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)土(tu)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)和(he)普(pu)通鎂(mei)合(he)(he)金(jin)相比，主(zhu)要是添(tian)加(jia)了稀(xi)土(tu)元素，充分利用(yong)稀(xi)土(tu)元素獨(du)特的(de)(de)物理和(he)化學(xue)性(xing)質，進一(yi)步提高(gao)和(he)改善(shan)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)綜合(he)(he)性(xing)能(neng)，特別是耐高(gao)溫、高(gao)強度鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)開發，使(shi)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)優良性(xing)能(neng)得到充分發揮，以(yi)滿足汽車工業、通訊電子業、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天等(deng)領域對(dui)高(gao)品質高(gao)性(xing)能(neng)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)需求(qiu)，擴大鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)應用(yong)范圍。稀(xi)土(tu)在鎂(mei)合(he)(he)金(jin)中(zhong)的(de)(de)作用(yong)主(zhu)要有(you)：

1、熔體凈化

稀土元素在鎂合金(jin)熔體中具有除氫、除氧(yang)、除硫、除鐵(tie)、除夾雜物的作用(yong), 達到除氣精煉、凈化熔體的效果(guo)。

2、熔體保護

鎂合(he)(he)(he)金在(zai)熔(rong)(rong)煉過程中極易氧化燃(ran)(ran)燒(shao)，工業(ye)生(sheng)產鎂合(he)(he)(he)金一般采用(yong)熔(rong)(rong)劑(ji)覆蓋(gai)或氣體(ti)(ti)保護法熔(rong)(rong)煉，但都(dou)存在(zai)不(bu)少缺(que)點，如果能夠(gou)提高鎂合(he)(he)(he)金熔(rong)(rong)體(ti)(ti)自身的(de)(de)(de)起燃(ran)(ran)溫度(du)則(ze)有(you)可(ke)能實現鎂合(he)(he)(he)金大(da)氣下直接(jie)熔(rong)(rong)煉，這對鎂合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)進一步推廣應用(yong)意義重(zhong)大(da)。稀土是鎂合(he)(he)(he)金熔(rong)(rong)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)表(biao)面活性元素，能夠(gou)在(zai)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)表(biao)面形成(cheng)致(zhi)密(mi)的(de)(de)(de)復合(he)(he)(he)氧化物膜，有(you)效阻止熔(rong)(rong)體(ti)(ti)和大(da)氣的(de)(de)(de)接(jie)觸，大(da)大(da)提高鎂合(he)(he)(he)金熔(rong)(rong)體(ti)(ti)起燃(ran)(ran)溫度(du)。

3、細晶強化

稀土元素在(zai)固液界面前沿富集引起成(cheng)分過冷，過冷區形成(cheng)新的(de)形核帶而(er)形成(cheng)細(xi)等軸晶(jing)，此外(wai)稀土的(de)富集使(shi)其起到阻礙(ai)α-Mg晶(jing)粒(li)(li)長大的(de)作(zuo)用，進一步(bu)促進了晶(jing)粒(li)(li)的(de)細(xi)化(hua)。根(gen)據(ju)Hall2Petch公(gong)式，合金的(de)強(qiang)度(du)隨晶(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)的(de)細(xi)化(hua)而(er)增(zeng)加，并且相對體(ti)(ti)心(xin)(xin)立(li)方(fang)和面心(xin)(xin)立(li)方(fang)晶(jing)體(ti)(ti)而(er)言，晶(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)對密(mi)排六(liu)方(fang)金屬(shu)強(qiang)度(du)影(ying)響更大，因此鎂合金晶(jing)粒(li)(li)細(xi)化(hua)產生的(de)強(qiang)化(hua)效果極為顯著。

4、固溶強化

大部分稀(xi)土元素(su)在鎂(mei)中具(ju)有(you)較(jiao)高的(de)固(gu)溶度，當稀(xi)土元素(su)固(gu)溶于鎂(mei)基體時，由于稀(xi)土元素(su)與鎂(mei)的(de)原子半徑和(he)彈性(xing)模(mo)量的(de)差(cha)異，使鎂(mei)基體產生(sheng)點陣畸(ji)變(bian)。由此(ci)產生(sheng)的(de)應力將阻(zu)礙(ai)位錯(cuo)運(yun)動，從而使鎂(mei)基體得到強(qiang)化(hua)。稀(xi)土元素(su)固(gu)溶強(qiang)化(hua)的(de)作用(yong)主要是減慢原子擴散速率，阻(zu)礙(ai)位錯(cuo)運(yun)動，從而強(qiang)化(hua)基體，提高合金的(de)強(qiang)度和(he)高溫蠕變(bian)性(xing)能。

5、彌散強化

稀土(tu)與鎂或其(qi)他合(he)金化元素在(zai)合(he)金凝(ning)固過(guo)程中形成穩(wen)定(ding)的金屬間化合(he)物，這(zhe)些(xie)含稀土(tu)的金屬間化合(he)物一般具有高熔(rong)點、高熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)等特點，它們(men)呈細小化合(he)物粒子彌散分布于晶(jing)界和晶(jing)內，在(zai)高溫下可以釘(ding)扎晶(jing)界，抑制晶(jing)界滑移(yi)，同時阻礙位錯運動，強化合(he)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)質結(jie)構材(cai)料產(chan)業體系完整(zheng)，可實現自產(chan)自銷。高性能稀土(tu)鎂輕(qing)質結(jie)構合金材(cai)料未(wei)來的(de)市場需求主要集中在(zai)以下幾個(ge)方(fang)面：

1、高(gao)性能鎂稀(xi)土(tu)母(mu)合(he)金、稀(xi)土(tu)鎂合(he)金短流程低(di)成本制備技術開發及(ji)推廣應用。

2、面向應(ying)用的新型高性(xing)能(neng)稀土鎂合金(jin)材料(liao)開發。

3、先進加工成型技術及配套(tao)裝(zhuang)備研發。

4、完善稀土綠色冶煉分離技術(shu)，加(jia)快推廣(guang)應(ying)用。

5、面向(xiang)材(cai)料生命周期的系(xi)統研(yan)究，建立“產學(xue)研(yan)用”協同發展平(ping)臺。

6、加快高性能稀土鎂(mei)輕質結構(gou)材(cai)料(liao)應用速度，盡快實現軍用領域(yu)向民用領域(yu)轉化，逐(zhu)漸擴大市場(chang)規模，到(dao)2035年(nian)將替代(dai)普通(tong)鎂(mei)合金材(cai)料(liao)的比(bi)例(li)達(da)到(dao)30%。