一、什么是稀土鎂合金

稀土鎂合金泛指(zhi)含有稀土元素的(de)鎂合金。

大部(bu)分(fen)稀(xi)土(tu)元素與(yu)鎂的(de)原子尺寸半(ban)徑(jing)相(xiang)差在(zai)±15%范圍內，在(zai)鎂中有較大固溶度(du)，具有良好的(de)固溶強(qiang)化(hua)、沉淀強(qiang)化(hua)作用；可以有效地改善合(he)(he)金(jin)組(zu)織(zhi)和(he)微觀(guan)結構、提高(gao)合(he)(he)金(jin)室溫(wen)及高(gao)溫(wen)力學性(xing)(xing)能(neng)、增強(qiang)合(he)(he)金(jin)耐蝕性(xing)(xing)和(he)耐熱(re)性(xing)(xing)等(deng)。

在鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)領(ling)域開發出一(yi)系列含稀土的鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)，使它(ta)們具有(you)高強(qiang)、耐(nai)熱、耐(nai)蝕等性(xing)能，將(jiang)有(you)效地拓展鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的應用領(ling)域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀土(tu)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)和普(pu)通鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)相比(bi)，主(zhu)要是添加(jia)了稀土(tu)元素(su)，充(chong)分(fen)利用(yong)(yong)稀土(tu)元素(su)獨特的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理和化學性(xing)質，進一步提高(gao)(gao)(gao)和改善鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)綜(zong)合(he)(he)(he)性(xing)能，特別(bie)是耐高(gao)(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發(fa)，使鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)優良性(xing)能得(de)到(dao)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)，以滿足汽車工業、通訊電子業、航空航天(tian)等領(ling)域(yu)對高(gao)(gao)(gao)品質高(gao)(gao)(gao)性(xing)能鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)需求，擴(kuo)大鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)范圍。稀土(tu)在鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)主(zhu)要有：

1、熔體凈化

稀土元素在(zai)鎂(mei)合金熔體中具有除(chu)(chu)氫、除(chu)(chu)氧、除(chu)(chu)硫(liu)、除(chu)(chu)鐵、除(chu)(chu)夾(jia)雜物的作用, 達到除(chu)(chu)氣精煉、凈化熔體的效果。

2、熔體保護

鎂(mei)合(he)(he)金(jin)在(zai)熔煉(lian)過程中極易氧化(hua)燃(ran)(ran)燒，工業生產鎂(mei)合(he)(he)金(jin)一般采用熔劑覆蓋或氣(qi)體(ti)(ti)保護法(fa)熔煉(lian)，但都存在(zai)不(bu)少(shao)缺點(dian)，如果(guo)能夠提(ti)高鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔體(ti)(ti)自身(shen)的(de)起燃(ran)(ran)溫度則有可(ke)能實(shi)現鎂(mei)合(he)(he)金(jin)大(da)氣(qi)下直(zhi)接(jie)熔煉(lian)，這對(dui)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)進一步推廣應(ying)用意義重大(da)。稀土是鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔體(ti)(ti)的(de)表面活(huo)性(xing)元素，能夠在(zai)熔體(ti)(ti)表面形成致(zhi)密的(de)復合(he)(he)氧化(hua)物膜，有效阻止(zhi)熔體(ti)(ti)和大(da)氣(qi)的(de)接(jie)觸，大(da)大(da)提(ti)高鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔體(ti)(ti)起燃(ran)(ran)溫度。

3、細晶強化

稀(xi)土(tu)元素(su)在固液(ye)界面前沿富集引起成(cheng)(cheng)分過冷，過冷區形成(cheng)(cheng)新的(de)(de)(de)(de)形核帶而形成(cheng)(cheng)細(xi)等軸晶(jing)(jing)(jing)，此(ci)外稀(xi)土(tu)的(de)(de)(de)(de)富集使(shi)其(qi)起到阻(zu)礙α-Mg晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)(de)作用，進一(yi)步促進了晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)細(xi)化(hua)。根據Hall2Petch公式，合金(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度隨晶(jing)(jing)(jing)粒尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)細(xi)化(hua)而增加，并且相對體心立(li)方和面心立(li)方晶(jing)(jing)(jing)體而言(yan)，晶(jing)(jing)(jing)粒尺(chi)寸對密排六(liu)方金(jin)屬(shu)強(qiang)度影響更大，因此(ci)鎂合金(jin)晶(jing)(jing)(jing)粒細(xi)化(hua)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)效果極為(wei)顯著。

4、固溶強化

大部(bu)分稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)在(zai)鎂(mei)(mei)中具(ju)有較高(gao)(gao)的(de)固(gu)溶度，當稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)固(gu)溶于(yu)鎂(mei)(mei)基(ji)(ji)體(ti)時(shi)，由于(yu)稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)與鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)子半(ban)徑和(he)彈(dan)性模量(liang)的(de)差異，使(shi)鎂(mei)(mei)基(ji)(ji)體(ti)產生(sheng)點陣(zhen)畸變。由此產生(sheng)的(de)應力(li)將(jiang)阻礙位錯(cuo)運(yun)動，從(cong)而使(shi)鎂(mei)(mei)基(ji)(ji)體(ti)得(de)到強化(hua)(hua)。稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)固(gu)溶強化(hua)(hua)的(de)作用(yong)主要(yao)是減(jian)慢原(yuan)子擴(kuo)散(san)速率(lv)，阻礙位錯(cuo)運(yun)動，從(cong)而強化(hua)(hua)基(ji)(ji)體(ti)，提高(gao)(gao)合金的(de)強度和(he)高(gao)(gao)溫蠕變性能。

5、彌散強化

稀土與(yu)鎂(mei)或其他合(he)(he)金(jin)化(hua)元素(su)在合(he)(he)金(jin)凝(ning)固(gu)過程中形成穩定的(de)金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)(he)物(wu)，這(zhe)些含稀土的(de)金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)(he)物(wu)一(yi)般具有高熔點、高熱穩定性等特(te)點，它(ta)們呈細(xi)小(xiao)化(hua)合(he)(he)物(wu)粒子(zi)彌散分布于(yu)晶界(jie)和晶內(nei)，在高溫(wen)下可以釘(ding)扎晶界(jie)，抑制晶界(jie)滑移，同時阻礙(ai)位(wei)錯運動(dong)，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，稀土鎂合金輕質結構材(cai)料(liao)產業體系(xi)完整，可實現自產自銷。高性能稀(xi)土(tu)鎂(mei)輕質結構合金材(cai)料(liao)未來的市場需求主要(yao)集中(zhong)在以下幾(ji)個方面：

1、高性(xing)能鎂(mei)稀(xi)土(tu)母(mu)合金、稀(xi)土(tu)鎂(mei)合金短流(liu)程低成本(ben)制(zhi)備(bei)技(ji)術開發及推廣應用。

2、面向應用的新型高性能稀土(tu)鎂合金(jin)材料開發。

3、先進加工成型技術(shu)及配套裝備研發。

4、完善(shan)稀(xi)土綠(lv)色冶煉分離技術，加快推廣應(ying)用(yong)。

5、面向材料生命周(zhou)期的系(xi)統研究，建立“產(chan)學(xue)研用(yong)”協同發展平臺(tai)。

6、加快(kuai)(kuai)高性能稀土鎂(mei)輕(qing)質(zhi)結(jie)構材料(liao)應用速度，盡快(kuai)(kuai)實現軍用領域(yu)向民用領域(yu)轉化，逐漸擴大市(shi)場規模，到2035年將替代普通(tong)鎂(mei)合(he)金(jin)材料(liao)的(de)比例達(da)到30%。