一、什么是稀土鎂合金

稀(xi)土鎂合金泛指含有(you)稀(xi)土元素的鎂合金。

大部分稀土(tu)元素與鎂(mei)的(de)原子尺寸半徑相差在(zai)±15%范圍內，在(zai)鎂(mei)中有(you)(you)較大固溶度，具有(you)(you)良好的(de)固溶強化(hua)、沉淀強化(hua)作用(yong)；可(ke)以有(you)(you)效地(di)改善合金(jin)組織和微觀結構、提高合金(jin)室溫及高溫力學(xue)性能、增強合金(jin)耐蝕(shi)性和耐熱性等。

在鎂(mei)合(he)(he)金領域開發(fa)出一系列含稀土的鎂(mei)合(he)(he)金，使它(ta)們具有(you)高強、耐(nai)(nai)熱、耐(nai)(nai)蝕(shi)等性能，將(jiang)有(you)效地(di)拓(tuo)展鎂(mei)合(he)(he)金的應(ying)用領域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)(xi)(xi)土鎂合(he)(he)金(jin)和(he)(he)普通鎂合(he)(he)金(jin)相比，主要(yao)是(shi)(shi)添加了稀(xi)(xi)(xi)土元素(su)，充分(fen)利用(yong)稀(xi)(xi)(xi)土元素(su)獨特的(de)(de)(de)物(wu)理和(he)(he)化學性質，進一(yi)步提高(gao)和(he)(he)改善(shan)鎂合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)綜合(he)(he)性能，特別(bie)是(shi)(shi)耐高(gao)溫、高(gao)強度鎂合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)開發，使鎂合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)優良性能得到充分(fen)發揮，以滿足汽車工業、通訊電子業、航空航天(tian)等領域對(dui)高(gao)品質高(gao)性能鎂合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)需求，擴大鎂合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)應用(yong)范(fan)圍。稀(xi)(xi)(xi)土在鎂合(he)(he)金(jin)中的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)主要(yao)有(you)：

1、熔體凈化

稀土元素(su)在鎂合金(jin)熔體(ti)中具(ju)有除(chu)(chu)氫、除(chu)(chu)氧、除(chu)(chu)硫(liu)、除(chu)(chu)鐵、除(chu)(chu)夾雜物的作(zuo)用, 達到除(chu)(chu)氣精煉、凈化熔體(ti)的效(xiao)果(guo)。

2、熔體保護

鎂(mei)(mei)合(he)(he)金在(zai)熔(rong)(rong)煉過程(cheng)中極易氧(yang)化燃(ran)燒，工業生產鎂(mei)(mei)合(he)(he)金一般采用熔(rong)(rong)劑覆(fu)蓋或氣體(ti)保(bao)護法熔(rong)(rong)煉，但都存(cun)在(zai)不(bu)少(shao)缺點，如果能夠(gou)提高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金熔(rong)(rong)體(ti)自身(shen)的起(qi)燃(ran)溫(wen)度則有(you)可能實現鎂(mei)(mei)合(he)(he)金大氣下直接熔(rong)(rong)煉，這對鎂(mei)(mei)合(he)(he)金的進一步(bu)推(tui)廣應(ying)用意義(yi)重大。稀土是鎂(mei)(mei)合(he)(he)金熔(rong)(rong)體(ti)的表(biao)面(mian)活性元素，能夠(gou)在(zai)熔(rong)(rong)體(ti)表(biao)面(mian)形成致密(mi)的復合(he)(he)氧(yang)化物膜，有(you)效(xiao)阻(zu)止熔(rong)(rong)體(ti)和大氣的接觸(chu)，大大提高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金熔(rong)(rong)體(ti)起(qi)燃(ran)溫(wen)度。

3、細晶強化

稀土元素在固液界面(mian)前沿富集引起(qi)成(cheng)分過冷，過冷區形成(cheng)新的(de)(de)形核帶而(er)形成(cheng)細等軸晶，此(ci)外(wai)稀土的(de)(de)富集使其(qi)起(qi)到阻礙α-Mg晶粒(li)(li)長大(da)的(de)(de)作用，進(jin)一步促進(jin)了晶粒(li)(li)的(de)(de)細化(hua)。根據Hall2Petch公式，合(he)金(jin)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度隨晶粒(li)(li)尺寸的(de)(de)細化(hua)而(er)增加，并且(qie)相對(dui)體心立方(fang)和面(mian)心立方(fang)晶體而(er)言(yan)，晶粒(li)(li)尺寸對(dui)密排六方(fang)金(jin)屬強(qiang)(qiang)度影響更大(da)，因此(ci)鎂合(he)金(jin)晶粒(li)(li)細化(hua)產生(sheng)的(de)(de)強(qiang)(qiang)化(hua)效果極為顯著(zhu)。

4、固溶強化

大(da)部分稀土(tu)元(yuan)素(su)在鎂中具有較高的(de)(de)固(gu)溶(rong)度(du)，當稀土(tu)元(yuan)素(su)固(gu)溶(rong)于(yu)鎂基體(ti)時，由(you)(you)于(yu)稀土(tu)元(yuan)素(su)與鎂的(de)(de)原(yuan)子(zi)半(ban)徑(jing)和彈性模量的(de)(de)差異(yi)，使鎂基體(ti)產生點(dian)陣(zhen)畸變。由(you)(you)此產生的(de)(de)應力將(jiang)阻礙位(wei)錯(cuo)運動，從(cong)而使鎂基體(ti)得(de)到(dao)強(qiang)化(hua)。稀土(tu)元(yuan)素(su)固(gu)溶(rong)強(qiang)化(hua)的(de)(de)作用主要是(shi)減(jian)慢原(yuan)子(zi)擴散(san)速率，阻礙位(wei)錯(cuo)運動，從(cong)而強(qiang)化(hua)基體(ti)，提(ti)高合金的(de)(de)強(qiang)度(du)和高溫蠕(ru)變性能(neng)。

5、彌散強化

稀(xi)土與鎂或其(qi)他合(he)金(jin)化(hua)(hua)元素在合(he)金(jin)凝固過程中形(xing)成穩(wen)定(ding)的金(jin)屬間化(hua)(hua)合(he)物，這些含(han)稀(xi)土的金(jin)屬間化(hua)(hua)合(he)物一般具有高(gao)熔點(dian)(dian)、高(gao)熱穩(wen)定(ding)性(xing)等特點(dian)(dian)，它們(men)呈細(xi)小化(hua)(hua)合(he)物粒子彌散分布于(yu)晶界和晶內(nei)，在高(gao)溫下可以釘扎(zha)晶界，抑(yi)制晶界滑移，同(tong)時阻礙位錯運動，強化(hua)(hua)合(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(gou)(gou)材料產業體系完整，可實(shi)現自產自銷。高性能稀土鎂輕質結(jie)構(gou)(gou)合金(jin)材料未來的市場需求主(zhu)要集中在以下幾個方面：

1、高性能鎂稀土(tu)母合金(jin)、稀土(tu)鎂合金(jin)短流程低成本制備技術開(kai)發及(ji)推(tui)廣(guang)應用。

2、面向應用(yong)的新型高(gao)性能稀土鎂(mei)合(he)金材料(liao)開發(fa)。

3、先進(jin)加(jia)工成型技(ji)術及配套(tao)裝備研發。

4、完善稀(xi)土(tu)綠色冶煉分離(li)技術，加快推廣應用。

5、面向材料生命周期的系統研(yan)究，建立(li)“產學研(yan)用”協(xie)同(tong)發展平臺(tai)。

6、加快高(gao)性能(neng)稀土鎂(mei)輕質結構(gou)材料應用速度，盡(jin)快實現(xian)軍用領域向民用領域轉(zhuan)化，逐(zhu)漸擴大市(shi)場規模，到(dao)2035年將(jiang)替(ti)代(dai)普通鎂(mei)合金材料的比例達到(dao)30%。