一、什么是稀土鎂合金

稀土鎂合金泛指含有稀土元素的鎂合金。

大部(bu)分稀土元素(su)與鎂(mei)的原子尺寸半徑(jing)相差在(zai)±15%范圍內，在(zai)鎂(mei)中有較大固溶度，具有良好的固溶強(qiang)化(hua)、沉淀強(qiang)化(hua)作用；可以有效地改善合金組織(zhi)和微觀結(jie)構、提(ti)高合金室溫及高溫力學性(xing)能、增強(qiang)合金耐(nai)蝕性(xing)和耐(nai)熱性(xing)等。

在(zai)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)領(ling)域(yu)開(kai)發出(chu)一系列含(han)稀土的鎂(mei)合(he)(he)金(jin)，使它們具有(you)高強、耐熱(re)、耐蝕等(deng)性(xing)能，將有(you)效地拓展(zhan)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的應用(yong)領(ling)域(yu)。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)土鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和普通(tong)鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)相比，主要是添加了稀(xi)土元素，充分利用(yong)(yong)稀(xi)土元素獨(du)特的(de)(de)物理和化學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)，進一步(bu)提高(gao)和改善鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)綜合(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)，特別(bie)是耐(nai)高(gao)溫(wen)、高(gao)強度鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)開(kai)發，使鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)優良性(xing)(xing)能(neng)得到充分發揮，以滿足汽(qi)車工業、通(tong)訊電子業、航空(kong)航天等領域對高(gao)品質(zhi)高(gao)性(xing)(xing)能(neng)鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)需求(qiu)，擴大鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)應用(yong)(yong)范圍。稀(xi)土在鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中的(de)(de)作用(yong)(yong)主要有：

1、熔體凈化

稀土元素在鎂合金熔體(ti)中(zhong)具有除(chu)(chu)氫(qing)、除(chu)(chu)氧、除(chu)(chu)硫、除(chu)(chu)鐵、除(chu)(chu)夾雜(za)物的(de)作用, 達(da)到除(chu)(chu)氣精煉、凈化熔體(ti)的(de)效(xiao)果。

2、熔體保護

鎂(mei)(mei)合(he)金在熔(rong)煉過程中極易氧化燃燒(shao)，工業生產鎂(mei)(mei)合(he)金一般采用(yong)熔(rong)劑覆蓋或(huo)氣體(ti)保護法熔(rong)煉，但都存在不少(shao)缺點(dian)，如果能(neng)夠(gou)提(ti)高鎂(mei)(mei)合(he)金熔(rong)體(ti)自身的(de)(de)起燃溫度(du)則有(you)可(ke)能(neng)實現鎂(mei)(mei)合(he)金大(da)氣下直接熔(rong)煉，這(zhe)對鎂(mei)(mei)合(he)金的(de)(de)進一步推(tui)廣應用(yong)意義重大(da)。稀土是鎂(mei)(mei)合(he)金熔(rong)體(ti)的(de)(de)表面(mian)活(huo)性元素(su)，能(neng)夠(gou)在熔(rong)體(ti)表面(mian)形(xing)成致密的(de)(de)復合(he)氧化物膜，有(you)效阻止熔(rong)體(ti)和大(da)氣的(de)(de)接觸，大(da)大(da)提(ti)高鎂(mei)(mei)合(he)金熔(rong)體(ti)起燃溫度(du)。

3、細晶強化

稀土元素在(zai)固液界面前沿富集(ji)(ji)引起成分過(guo)冷，過(guo)冷區形成新的形核帶而形成細(xi)等軸晶(jing)(jing)，此(ci)外稀土的富集(ji)(ji)使其起到(dao)阻(zu)礙α-Mg晶(jing)(jing)粒(li)(li)長大的作用，進(jin)一步促進(jin)了晶(jing)(jing)粒(li)(li)的細(xi)化(hua)。根據Hall2Petch公式(shi)，合金(jin)的強度隨晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸的細(xi)化(hua)而增加，并且相對(dui)體心立方(fang)和(he)面心立方(fang)晶(jing)(jing)體而言，晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸對(dui)密排六方(fang)金(jin)屬強度影響更大，因(yin)此(ci)鎂合金(jin)晶(jing)(jing)粒(li)(li)細(xi)化(hua)產(chan)生(sheng)的強化(hua)效果極為(wei)顯著。

4、固溶強化

大部分稀(xi)土(tu)元素(su)在鎂(mei)(mei)中具有(you)較(jiao)高的固溶(rong)度，當(dang)稀(xi)土(tu)元素(su)固溶(rong)于(yu)(yu)鎂(mei)(mei)基(ji)體(ti)時，由(you)于(yu)(yu)稀(xi)土(tu)元素(su)與鎂(mei)(mei)的原(yuan)子半徑和彈性(xing)模量(liang)的差異，使鎂(mei)(mei)基(ji)體(ti)產生(sheng)(sheng)點陣畸變。由(you)此產生(sheng)(sheng)的應力將阻礙位錯運動，從而(er)使鎂(mei)(mei)基(ji)體(ti)得到強化(hua)。稀(xi)土(tu)元素(su)固溶(rong)強化(hua)的作(zuo)用主要(yao)是減慢原(yuan)子擴散速率，阻礙位錯運動，從而(er)強化(hua)基(ji)體(ti)，提高合(he)金的強度和高溫蠕(ru)變性(xing)能(neng)。

5、彌散強化

稀(xi)土與鎂或其(qi)他合金(jin)化(hua)(hua)(hua)元素在合金(jin)凝固過程(cheng)中形成穩(wen)定的(de)金(jin)屬間(jian)(jian)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)，這些含(han)稀(xi)土的(de)金(jin)屬間(jian)(jian)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)一般具有高(gao)(gao)熔點(dian)、高(gao)(gao)熱穩(wen)定性等特點(dian)，它們呈細小化(hua)(hua)(hua)合物(wu)粒子彌(mi)散分布于晶(jing)界(jie)和晶(jing)內，在高(gao)(gao)溫下可以釘(ding)扎(zha)晶(jing)界(jie)，抑制晶(jing)界(jie)滑移，同時阻礙位錯(cuo)運(yun)動，強(qiang)化(hua)(hua)(hua)合金(jin)基體(ti)。

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)體系完整，可(ke)實現自(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需求主要集中(zhong)在(zai)以下(xia)幾個方面：

1、高性能鎂稀(xi)(xi)土(tu)母合金、稀(xi)(xi)土(tu)鎂合金短(duan)流程低成本制備技術(shu)開發及(ji)推廣應用。

2、面向應用的(de)新型高性能稀土(tu)鎂合金材料(liao)開(kai)發。

3、先進加工成型技術(shu)及配套裝備(bei)研(yan)發(fa)。

4、完(wan)善稀(xi)土綠色(se)冶(ye)煉分離技術，加快推廣應(ying)用。

5、面(mian)向材料生命周期的系統研究，建立“產學研用”協同(tong)發展平臺。

6、加快高性能稀土鎂輕(qing)質(zhi)結構(gou)材料應(ying)用速度，盡快實現軍(jun)用領(ling)域向民用領(ling)域轉(zhuan)化，逐漸擴大(da)市場規模，到(dao)2035年將替(ti)代普通鎂合金材料的比例達到(dao)30%。