一、什么是稀土鎂合金

稀(xi)土鎂(mei)合(he)金(jin)泛指含有稀(xi)土元素的鎂(mei)合(he)金(jin)。

大部分(fen)稀(xi)土(tu)元素與鎂的原(yuan)子尺寸(cun)半(ban)徑相(xiang)差在±15%范圍內，在鎂中有較大固溶(rong)度，具有良好的固溶(rong)強(qiang)化、沉淀強(qiang)化作用；可以有效(xiao)地(di)改善合金(jin)組(zu)織和微觀結構(gou)、提(ti)高(gao)(gao)合金(jin)室溫(wen)及高(gao)(gao)溫(wen)力學性能、增強(qiang)合金(jin)耐蝕(shi)性和耐熱性等。

在鎂合金領域開發出一系(xi)列含稀土的鎂合金，使它們具有高(gao)強(qiang)、耐熱、耐蝕等性能，將有效地拓展鎂合金的應用領域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀土鎂合(he)(he)金(jin)(jin)和(he)普通鎂合(he)(he)金(jin)(jin)相比，主要是添加了稀土元(yuan)(yuan)素(su)，充分利(li)用稀土元(yuan)(yuan)素(su)獨特(te)(te)的(de)物理和(he)化學(xue)性(xing)(xing)質，進一步提高(gao)和(he)改(gai)善鎂合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)綜合(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)，特(te)(te)別是耐高(gao)溫、高(gao)強度鎂合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)開發，使(shi)鎂合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)優(you)良性(xing)(xing)能(neng)得到充分發揮，以滿足汽車工業、通訊電(dian)子業、航空航天等領(ling)域對(dui)高(gao)品質高(gao)性(xing)(xing)能(neng)鎂合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)需求，擴大鎂合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)應用范(fan)圍。稀土在鎂合(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)的(de)作用主要有(you)：

1、熔體凈化

稀土(tu)元素在鎂合金熔(rong)體(ti)中具有(you)除(chu)氫、除(chu)氧(yang)、除(chu)硫、除(chu)鐵(tie)、除(chu)夾(jia)雜物的作用(yong), 達到除(chu)氣精煉、凈化熔(rong)體(ti)的效果。

2、熔體保護

鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)在熔(rong)(rong)煉(lian)過程中極易氧化燃(ran)燒，工(gong)業生產(chan)鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)一般采用熔(rong)(rong)劑(ji)覆(fu)蓋(gai)或氣體(ti)(ti)保護法熔(rong)(rong)煉(lian)，但都存(cun)在不少缺點，如果能夠(gou)提高鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)自身(shen)的(de)起燃(ran)溫度則有可能實(shi)現鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)大氣下直(zhi)接(jie)熔(rong)(rong)煉(lian)，這(zhe)對鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)進一步推廣應(ying)用意義重大。稀土是鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)的(de)表面活性元素，能夠(gou)在熔(rong)(rong)體(ti)(ti)表面形(xing)成致密的(de)復合(he)(he)氧化物膜，有效阻止(zhi)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)和大氣的(de)接(jie)觸(chu)，大大提高鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)起燃(ran)溫度。

3、細晶強化

稀土(tu)(tu)元素在固(gu)液界面前沿富集引(yin)起(qi)成分過冷，過冷區形(xing)成新的(de)形(xing)核帶而形(xing)成細等軸晶(jing)(jing)，此外稀土(tu)(tu)的(de)富集使其起(qi)到阻礙α-Mg晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)作用，進一步(bu)促進了晶(jing)(jing)粒(li)的(de)細化。根據Hall2Petch公式，合(he)金的(de)強度(du)(du)隨晶(jing)(jing)粒(li)尺寸的(de)細化而增加，并且相對(dui)體(ti)心立方(fang)和面心立方(fang)晶(jing)(jing)體(ti)而言，晶(jing)(jing)粒(li)尺寸對(dui)密排六方(fang)金屬強度(du)(du)影響更大(da)，因此鎂合(he)金晶(jing)(jing)粒(li)細化產生的(de)強化效果(guo)極為顯著。

4、固溶強化

大(da)部分(fen)稀(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)在(zai)鎂中具有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)固(gu)溶度，當稀(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)固(gu)溶于(yu)鎂基(ji)(ji)體(ti)(ti)時，由于(yu)稀(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)與鎂的(de)(de)(de)原(yuan)子半徑和(he)彈性模量的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)，使(shi)鎂基(ji)(ji)體(ti)(ti)產(chan)生(sheng)點(dian)陣畸變。由此(ci)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)應(ying)力將阻(zu)(zu)礙位錯運動(dong)，從(cong)而使(shi)鎂基(ji)(ji)體(ti)(ti)得到強化(hua)。稀(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)固(gu)溶強化(hua)的(de)(de)(de)作用主要是減慢原(yuan)子擴散速率，阻(zu)(zu)礙位錯運動(dong)，從(cong)而強化(hua)基(ji)(ji)體(ti)(ti)，提高合金的(de)(de)(de)強度和(he)高溫蠕(ru)變性能。

5、彌散強化

稀土與鎂(mei)或其他合(he)金化元素在合(he)金凝(ning)固(gu)過程中形成(cheng)穩(wen)定的金屬(shu)間化合(he)物(wu)，這(zhe)些含稀土的金屬(shu)間化合(he)物(wu)一般(ban)具有(you)高(gao)熔點、高(gao)熱穩(wen)定性等特點，它們呈細小(xiao)化合(he)物(wu)粒子(zi)彌散分布于晶(jing)界和晶(jing)內，在高(gao)溫下可以釘扎晶(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，稀土鎂合金輕質(zhi)結構(gou)(gou)材(cai)料產(chan)(chan)業體(ti)系完整，可實(shi)現(xian)自產(chan)(chan)自銷。高性(xing)能稀土(tu)鎂輕質(zhi)結構(gou)(gou)合金材(cai)料未來的(de)市場需求主(zhu)要(yao)集中在以下幾個方面：

1、高性能(neng)鎂稀(xi)土(tu)母合金(jin)、稀(xi)土(tu)鎂合金(jin)短(duan)流程低成(cheng)本制備技術(shu)開發及推廣應(ying)用。

2、面向應(ying)用的新(xin)型高性能稀土鎂(mei)合(he)金材(cai)料開發。

3、先進加工成型技術(shu)及配(pei)套裝備研(yan)發。

4、完善稀土綠色冶(ye)煉分離技術(shu)，加(jia)快推(tui)廣應用(yong)。

5、面(mian)向(xiang)材(cai)料生命周期的(de)系(xi)統研究，建(jian)立(li)“產學研用”協同(tong)發(fa)展平臺。

6、加快高性能(neng)稀(xi)土鎂輕質結(jie)構材(cai)料應(ying)用(yong)速度，盡(jin)快實現軍(jun)用(yong)領域(yu)向民用(yong)領域(yu)轉化，逐漸擴大市場規模，到2035年將替代普(pu)通鎂合金材(cai)料的比例(li)達到30%。