一、什么是稀土鎂合金

稀(xi)土鎂合(he)金泛指含有(you)稀(xi)土元素(su)的鎂合(he)金。

大部分稀土元素(su)與鎂(mei)的(de)(de)原子尺寸半(ban)徑相(xiang)差在(zai)±15%范(fan)圍內，在(zai)鎂(mei)中有(you)較(jiao)大固(gu)溶度，具有(you)良好的(de)(de)固(gu)溶強(qiang)化、沉淀強(qiang)化作用；可以有(you)效(xiao)地(di)改(gai)善(shan)合(he)金組(zu)織和(he)微觀結構、提高(gao)合(he)金室溫及(ji)高(gao)溫力學性能、增強(qiang)合(he)金耐(nai)蝕性和(he)耐(nai)熱性等。

在鎂(mei)(mei)合金領域開發出一系(xi)列含稀土的鎂(mei)(mei)合金，使它們具有高強(qiang)、耐(nai)(nai)熱(re)、耐(nai)(nai)蝕等性能，將有效(xiao)地拓展(zhan)鎂(mei)(mei)合金的應(ying)用(yong)領域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)(xi)土(tu)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)和(he)普通(tong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)相比(bi)，主要是添加了稀(xi)(xi)土(tu)元(yuan)素，充(chong)分利用(yong)稀(xi)(xi)土(tu)元(yuan)素獨特的(de)物理和(he)化學性質，進一步提高(gao)和(he)改善(shan)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)綜(zong)合(he)(he)性能(neng)，特別是耐高(gao)溫(wen)、高(gao)強度鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)開發，使鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)優良性能(neng)得到充(chong)分發揮(hui)，以(yi)滿足汽車工業(ye)、通(tong)訊電子業(ye)、航(hang)空航(hang)天等領域(yu)對高(gao)品質高(gao)性能(neng)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)需求，擴大鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)應(ying)用(yong)范圍(wei)。稀(xi)(xi)土(tu)在鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)中(zhong)的(de)作用(yong)主要有：

1、熔體凈化

稀土(tu)元素在鎂(mei)合金熔體中具有除(chu)(chu)氫(qing)、除(chu)(chu)氧、除(chu)(chu)硫、除(chu)(chu)鐵、除(chu)(chu)夾雜物(wu)的作用, 達(da)到除(chu)(chu)氣精煉、凈化熔體的效果。

2、熔體保護

鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)熔煉過(guo)程中極(ji)易氧(yang)化燃(ran)(ran)燒，工業生產鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)一(yi)般采(cai)用熔劑(ji)覆蓋或氣(qi)體(ti)保護法熔煉，但都存在(zai)不少缺點，如(ru)果能夠提高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)熔體(ti)自身的(de)(de)起燃(ran)(ran)溫(wen)度(du)則有(you)可能實現鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)大(da)氣(qi)下直接熔煉，這對鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)進(jin)一(yi)步推廣應(ying)用意義重(zhong)大(da)。稀(xi)土是鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)熔體(ti)的(de)(de)表面(mian)活性元素，能夠在(zai)熔體(ti)表面(mian)形成(cheng)致密的(de)(de)復(fu)合(he)氧(yang)化物膜(mo)，有(you)效阻止(zhi)熔體(ti)和大(da)氣(qi)的(de)(de)接觸，大(da)大(da)提高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)熔體(ti)起燃(ran)(ran)溫(wen)度(du)。

3、細晶強化

稀(xi)土(tu)元素(su)在固液(ye)界(jie)面(mian)前沿(yan)富集引起成分過冷(leng)，過冷(leng)區形成新的(de)形核帶而形成細(xi)等軸晶(jing)，此外稀(xi)土(tu)的(de)富集使其起到(dao)阻礙α-Mg晶(jing)粒(li)(li)長大的(de)作用，進一步促進了晶(jing)粒(li)(li)的(de)細(xi)化(hua)(hua)(hua)。根據Hall2Petch公式，合(he)(he)金的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度隨晶(jing)粒(li)(li)尺寸的(de)細(xi)化(hua)(hua)(hua)而增加，并且(qie)相對體(ti)心(xin)立方(fang)和面(mian)心(xin)立方(fang)晶(jing)體(ti)而言(yan)，晶(jing)粒(li)(li)尺寸對密(mi)排六方(fang)金屬(shu)強(qiang)(qiang)(qiang)度影響(xiang)更大，因此鎂合(he)(he)金晶(jing)粒(li)(li)細(xi)化(hua)(hua)(hua)產(chan)生的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)果極為顯著。

4、固溶強化

大部分稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元素在鎂中具有較高的(de)固(gu)溶(rong)度，當稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元素固(gu)溶(rong)于(yu)鎂基體(ti)時，由于(yu)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元素與(yu)鎂的(de)原(yuan)子(zi)半徑和彈性(xing)模量的(de)差異，使鎂基體(ti)產生(sheng)點陣畸變(bian)。由此產生(sheng)的(de)應力將阻礙(ai)位錯運(yun)動，從(cong)而使鎂基體(ti)得到(dao)強(qiang)化。稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元素固(gu)溶(rong)強(qiang)化的(de)作用主(zhu)要是減慢原(yuan)子(zi)擴散速率，阻礙(ai)位錯運(yun)動，從(cong)而強(qiang)化基體(ti)，提高合金(jin)的(de)強(qiang)度和高溫蠕(ru)變(bian)性(xing)能。

5、彌散強化

稀(xi)土(tu)與鎂或其他合(he)(he)金(jin)化(hua)元素(su)在合(he)(he)金(jin)凝固過程中形成穩(wen)定的金(jin)屬間化(hua)合(he)(he)物(wu)，這些含稀(xi)土(tu)的金(jin)屬間化(hua)合(he)(he)物(wu)一般(ban)具有高熔點(dian)(dian)、高熱穩(wen)定性等特點(dian)(dian)，它們呈細小化(hua)合(he)(he)物(wu)粒子彌散分布于晶(jing)界(jie)和晶(jing)內，在高溫(wen)下可以釘扎晶(jing)界(jie)，抑制晶(jing)界(jie)滑移，同時阻(zu)礙位錯運動，強化(hua)合(he)(he)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(zhi)結構材料產業(ye)體系(xi)完整(zheng)，可實(shi)現自(zi)產自(zi)銷。高(gao)性能稀土鎂輕質(zhi)結構合金材料未來的市場(chang)需求(qiu)主要集中(zhong)在以下幾個方面：

1、高性能鎂稀土母(mu)合金、稀土鎂合金短流程低成本制(zhi)備(bei)技術開(kai)發及推廣應用。

2、面向應用(yong)的(de)新型高性能稀土鎂合金材料開發。

3、先(xian)進(jin)加工成型技術(shu)及配套裝(zhuang)備研發。

4、完善(shan)稀土綠色冶煉分離技術(shu)，加(jia)快(kuai)推廣應用。

5、面向材料生命周期(qi)的系統研(yan)究，建(jian)立“產學研(yan)用”協同(tong)發(fa)展平臺。

6、加快高性能(neng)稀土鎂輕質結構(gou)材料應用速度，盡快實(shi)現軍用領域向民用領域轉(zhuan)化，逐漸擴大市場規模，到2035年將替代普通鎂合金材料的比例達到30%。