一、什么是稀土鎂合金

稀土(tu)鎂(mei)合金泛指含有稀土(tu)元素的鎂(mei)合金。

大部分稀土元素(su)與鎂的(de)原子尺寸半徑相差在(zai)±15%范圍(wei)內，在(zai)鎂中有較大固溶度(du)，具有良(liang)好的(de)固溶強(qiang)化、沉淀強(qiang)化作(zuo)用；可以有效地(di)改善(shan)合(he)金組織和微觀(guan)結構、提高合(he)金室(shi)溫及高溫力學(xue)性能、增強(qiang)合(he)金耐蝕性和耐熱性等。

在鎂合(he)(he)金(jin)領(ling)域(yu)開發出一系列含稀土的鎂合(he)(he)金(jin)，使(shi)它們具有高強、耐(nai)熱、耐(nai)蝕等性(xing)能，將(jiang)有效地拓展鎂合(he)(he)金(jin)的應用領(ling)域(yu)。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)土(tu)鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)和普通(tong)鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)相比(bi)，主要是添加了稀(xi)土(tu)元素(su)(su)，充分利用(yong)稀(xi)土(tu)元素(su)(su)獨特的物理(li)和化學性(xing)質(zhi)，進一步提高(gao)和改善鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的綜合(he)(he)(he)(he)性(xing)能(neng)，特別是耐高(gao)溫、高(gao)強度鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的開發(fa)，使鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的優良性(xing)能(neng)得到充分發(fa)揮(hui)，以滿(man)足(zu)汽車工業、通(tong)訊電子業、航空航天(tian)等(deng)領域對高(gao)品質(zhi)高(gao)性(xing)能(neng)鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的需求，擴大鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的應用(yong)范圍(wei)。稀(xi)土(tu)在鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)中的作用(yong)主要有：

1、熔體凈化

稀土元素在(zai)鎂(mei)合金(jin)熔體中具有(you)除(chu)氫(qing)、除(chu)氧、除(chu)硫、除(chu)鐵、除(chu)夾雜物的作用, 達到除(chu)氣精煉(lian)、凈化熔體的效果。

2、熔體保護

鎂(mei)合(he)金(jin)在(zai)熔(rong)(rong)煉過(guo)程中極易氧化(hua)燃(ran)燒，工(gong)業(ye)生產(chan)鎂(mei)合(he)金(jin)一般(ban)采(cai)用(yong)熔(rong)(rong)劑覆蓋或(huo)氣體保護法熔(rong)(rong)煉，但都(dou)存(cun)在(zai)不少缺(que)點，如果能(neng)(neng)夠提(ti)高(gao)鎂(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)體自(zi)身的(de)起燃(ran)溫(wen)度則有可能(neng)(neng)實現(xian)鎂(mei)合(he)金(jin)大(da)(da)氣下直接熔(rong)(rong)煉，這對鎂(mei)合(he)金(jin)的(de)進一步推廣應用(yong)意義重大(da)(da)。稀土是鎂(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)體的(de)表面活性(xing)元素，能(neng)(neng)夠在(zai)熔(rong)(rong)體表面形成致(zhi)密的(de)復合(he)氧化(hua)物膜，有效阻止熔(rong)(rong)體和(he)大(da)(da)氣的(de)接觸(chu)，大(da)(da)大(da)(da)提(ti)高(gao)鎂(mei)合(he)金(jin)熔(rong)(rong)體起燃(ran)溫(wen)度。

3、細晶強化

稀(xi)土元素在固液界面前沿(yan)富集引起成(cheng)分過(guo)冷，過(guo)冷區(qu)形(xing)(xing)成(cheng)新的(de)(de)形(xing)(xing)核帶而形(xing)(xing)成(cheng)細等軸晶(jing)，此(ci)外稀(xi)土的(de)(de)富集使其起到阻礙α-Mg晶(jing)粒(li)(li)長大的(de)(de)作用，進一步促進了晶(jing)粒(li)(li)的(de)(de)細化。根據(ju)Hall2Petch公式，合金的(de)(de)強(qiang)度(du)隨晶(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)的(de)(de)細化而增加，并且相對(dui)體心立(li)方(fang)和面心立(li)方(fang)晶(jing)體而言，晶(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)對(dui)密排六方(fang)金屬強(qiang)度(du)影響更大，因此(ci)鎂合金晶(jing)粒(li)(li)細化產生(sheng)的(de)(de)強(qiang)化效果極為顯(xian)著。

4、固溶強化

大部分稀土元(yuan)(yuan)素在鎂中具有較高的(de)固(gu)溶(rong)度(du)，當(dang)稀土元(yuan)(yuan)素固(gu)溶(rong)于(yu)鎂基(ji)體時，由于(yu)稀土元(yuan)(yuan)素與鎂的(de)原(yuan)子(zi)半徑和彈性模量(liang)的(de)差異，使鎂基(ji)體產(chan)生(sheng)點(dian)陣畸變。由此產(chan)生(sheng)的(de)應(ying)力將(jiang)阻(zu)礙位(wei)錯(cuo)運(yun)動，從而(er)(er)使鎂基(ji)體得到強(qiang)(qiang)化。稀土元(yuan)(yuan)素固(gu)溶(rong)強(qiang)(qiang)化的(de)作用主(zhu)要是減慢原(yuan)子(zi)擴散速率，阻(zu)礙位(wei)錯(cuo)運(yun)動，從而(er)(er)強(qiang)(qiang)化基(ji)體，提高合金的(de)強(qiang)(qiang)度(du)和高溫蠕變性能。

5、彌散強化

稀(xi)(xi)土(tu)與鎂或其他(ta)合金(jin)(jin)化元素在(zai)合金(jin)(jin)凝固過(guo)程中形成穩定的金(jin)(jin)屬(shu)間化合物(wu)，這些(xie)含稀(xi)(xi)土(tu)的金(jin)(jin)屬(shu)間化合物(wu)一般(ban)具(ju)有高熔點、高熱穩定性等特點，它們呈細(xi)小(xiao)化合物(wu)粒子彌(mi)散分布于晶界和晶內(nei)，在(zai)高溫下(xia)可以釘(ding)扎晶界，抑(yi)制晶界滑(hua)移(yi)，同時阻礙位錯(cuo)運動，強化合金(jin)(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(qing)質結構材料產業體系完整，可(ke)實現自產自銷。高(gao)性能稀(xi)土鎂輕(qing)質結構合(he)金材料未來(lai)的(de)市(shi)場需求主要集(ji)中(zhong)在以下幾個方(fang)面：

1、高性能鎂稀土母合金、稀土鎂合金短流程低成本制備技術開發及推廣應(ying)用。

2、面向應用的新型高性(xing)能稀土(tu)鎂合金材料開發。

3、先進加工成(cheng)型技術及配(pei)套(tao)裝備(bei)研發。

4、完善(shan)稀土(tu)綠(lv)色冶煉分離技術，加快推廣應用。

5、面(mian)向材料生命(ming)周期(qi)的系(xi)統研(yan)究，建(jian)立“產(chan)學研(yan)用”協同發(fa)展平臺。

6、加快高(gao)性能稀(xi)土鎂(mei)輕(qing)質(zhi)結構(gou)材料(liao)(liao)應(ying)用(yong)(yong)速(su)度，盡快實(shi)現(xian)軍用(yong)(yong)領域(yu)向民用(yong)(yong)領域(yu)轉化，逐漸擴大市場規(gui)模，到(dao)2035年將(jiang)替(ti)代普通鎂(mei)合金材料(liao)(liao)的(de)比例達到(dao)30%。