一、什么是稀土鎂合金

稀(xi)(xi)土(tu)(tu)鎂合(he)金(jin)泛指含有稀(xi)(xi)土(tu)(tu)元素(su)的鎂合(he)金(jin)。

大(da)部分稀土元素與鎂(mei)的原子尺寸半徑(jing)相(xiang)差在±15%范(fan)圍內，在鎂(mei)中有較大(da)固(gu)溶(rong)度，具有良好的固(gu)溶(rong)強化(hua)、沉淀強化(hua)作用；可(ke)以有效地(di)改善合(he)(he)金組(zu)織(zhi)和微觀結構、提高(gao)合(he)(he)金室(shi)溫(wen)及高(gao)溫(wen)力(li)學性能、增強合(he)(he)金耐(nai)蝕性和耐(nai)熱性等。

在鎂合金(jin)(jin)領(ling)域開發出一系(xi)列(lie)含(han)稀土的鎂合金(jin)(jin)，使它(ta)們具有(you)高(gao)強(qiang)、耐熱、耐蝕等性能，將有(you)效地拓(tuo)展鎂合金(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)合金(jin)和普(pu)通鎂(mei)合金(jin)相(xiang)比，主要(yao)是(shi)添加了稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)，充分利用稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)獨(du)特的(de)物(wu)理和化學性質，進一(yi)步提高(gao)(gao)和改善(shan)鎂(mei)合金(jin)的(de)綜合性能，特別是(shi)耐高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)強(qiang)度鎂(mei)合金(jin)的(de)開發，使鎂(mei)合金(jin)的(de)優良性能得到充分發揮，以滿(man)足汽車工業、通訊(xun)電子(zi)業、航空航天(tian)等領域(yu)對高(gao)(gao)品質高(gao)(gao)性能鎂(mei)合金(jin)的(de)需求，擴大鎂(mei)合金(jin)的(de)應用范圍。稀土(tu)在(zai)鎂(mei)合金(jin)中的(de)作用主要(yao)有：

1、熔體凈化

稀土元素在鎂合金熔體中具有除(chu)氫、除(chu)氧、除(chu)硫、除(chu)鐵、除(chu)夾雜(za)物的(de)作用, 達到除(chu)氣精煉、凈化熔體的(de)效果。

2、熔體保護

鎂(mei)合(he)(he)金(jin)在熔(rong)(rong)煉過(guo)程中極易氧化燃(ran)燒，工業生產鎂(mei)合(he)(he)金(jin)一般采(cai)用熔(rong)(rong)劑覆蓋或(huo)氣體(ti)保護(hu)法熔(rong)(rong)煉，但都存在不少缺(que)點(dian)，如果能夠(gou)(gou)提高鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)(rong)體(ti)自身(shen)的(de)起(qi)燃(ran)溫度(du)則有可能實(shi)現鎂(mei)合(he)(he)金(jin)大氣下直接(jie)熔(rong)(rong)煉，這對(dui)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)進一步推廣應用意義重大。稀土是鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)(rong)體(ti)的(de)表面(mian)活性(xing)元素，能夠(gou)(gou)在熔(rong)(rong)體(ti)表面(mian)形成致密的(de)復合(he)(he)氧化物膜(mo)，有效阻止熔(rong)(rong)體(ti)和大氣的(de)接(jie)觸，大大提高鎂(mei)合(he)(he)金(jin)熔(rong)(rong)體(ti)起(qi)燃(ran)溫度(du)。

3、細晶強化

稀土(tu)元(yuan)素在(zai)固液界面前沿富集引起成分過冷(leng)，過冷(leng)區形(xing)成新(xin)的(de)(de)形(xing)核帶(dai)而形(xing)成細(xi)等軸(zhou)晶(jing)，此外稀土(tu)的(de)(de)富集使其起到(dao)阻(zu)礙α-Mg晶(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)作用，進一步促進了晶(jing)粒(li)的(de)(de)細(xi)化(hua)(hua)。根據Hall2Petch公式，合金(jin)的(de)(de)強(qiang)度隨晶(jing)粒(li)尺寸的(de)(de)細(xi)化(hua)(hua)而增(zeng)加，并(bing)且(qie)相(xiang)對(dui)體心立方(fang)和面心立方(fang)晶(jing)體而言，晶(jing)粒(li)尺寸對(dui)密排(pai)六方(fang)金(jin)屬(shu)強(qiang)度影響更大，因此鎂合金(jin)晶(jing)粒(li)細(xi)化(hua)(hua)產生的(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)效果極(ji)為顯著。

4、固溶強化

大(da)部(bu)分稀(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)在鎂(mei)(mei)中(zhong)具有較(jiao)高的(de)固(gu)溶度，當稀(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)固(gu)溶于(yu)鎂(mei)(mei)基(ji)體(ti)時，由(you)于(yu)稀(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)與鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)子半徑和彈(dan)性模量(liang)的(de)差異(yi)，使(shi)(shi)鎂(mei)(mei)基(ji)體(ti)產(chan)生(sheng)點(dian)陣畸變。由(you)此產(chan)生(sheng)的(de)應(ying)力將阻(zu)(zu)礙(ai)位(wei)錯(cuo)運動，從(cong)而使(shi)(shi)鎂(mei)(mei)基(ji)體(ti)得(de)到強(qiang)化(hua)(hua)。稀(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)固(gu)溶強(qiang)化(hua)(hua)的(de)作用主要是減慢原(yuan)子擴(kuo)散速(su)率(lv)，阻(zu)(zu)礙(ai)位(wei)錯(cuo)運動，從(cong)而強(qiang)化(hua)(hua)基(ji)體(ti)，提高合金的(de)強(qiang)度和高溫(wen)蠕變性能。

5、彌散強化

稀(xi)土與(yu)鎂或其他合(he)(he)金(jin)化(hua)元(yuan)素在合(he)(he)金(jin)凝固(gu)過(guo)程中形(xing)成穩定的金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)(he)物，這些含稀(xi)土的金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)(he)物一般具(ju)有高熔點、高熱穩定性等特(te)點，它們(men)呈細小化(hua)合(he)(he)物粒子彌(mi)散分布于晶界和晶內，在高溫下可以(yi)釘(ding)扎晶界，抑(yi)制晶界滑移，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，稀土鎂合金輕質結(jie)構材料產(chan)業體系完整，可實現自產(chan)自銷。高(gao)性能稀土(tu)鎂(mei)輕質結(jie)構合(he)金材料未(wei)來的市場需求主要集中在以下幾個方面(mian)：

1、高性能鎂稀土(tu)母合金、稀土(tu)鎂合金短流程低成本制備(bei)技術開發(fa)及推廣應用。

2、面向(xiang)應用的新(xin)型高性(xing)能稀土鎂合(he)金材料開發。

3、先(xian)進加工成型(xing)技術及配套裝備(bei)研(yan)發。

4、完善稀土(tu)綠色冶煉分離技術，加快推廣應用(yong)。

5、面向材料生命周期的系統研究，建立“產學研用”協同發展平臺。

6、加快高性能稀(xi)土鎂(mei)輕質結構材料應(ying)用(yong)速度(du)，盡快實現(xian)軍用(yong)領(ling)域向民(min)用(yong)領(ling)域轉化，逐(zhu)漸擴(kuo)大(da)市場規模，到2035年將替代普通鎂(mei)合金材料的(de)比例達到30%。