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(da)部分(fen)稀土元(yuan)素與鎂(mei)的原子尺寸(cun)半徑相差在±15%范圍內，在鎂(mei)中有較大(da)固(gu)溶度，具有良好(hao)的固(gu)溶強(qiang)化(hua)(hua)、沉淀強(qiang)化(hua)(hua)作用；可以有效地改(gai)善(shan)合金(jin)組織和微觀結構、提高(gao)合金(jin)室溫及高(gao)溫力學性(xing)能(neng)、增(zeng)強(qiang)合金(jin)耐(nai)蝕性(xing)和耐(nai)熱性(xing)等。

在鎂合(he)金領域(yu)開發出一系列(lie)含稀土的(de)鎂合(he)金，使它們具(ju)有高(gao)強、耐(nai)熱(re)、耐(nai)蝕等(deng)性能，將有效(xiao)地拓展鎂合(he)金的(de)應用領域(yu)。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀(xi)土鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)和(he)普通(tong)鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)相比(bi)，主要是(shi)添(tian)加了稀(xi)土元素，充(chong)(chong)分利(li)用(yong)稀(xi)土元素獨特的(de)物理和(he)化學性質，進一(yi)步提高和(he)改善鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)綜(zong)合(he)(he)性能(neng)(neng)，特別是(shi)耐高溫(wen)、高強度鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)開發，使鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)優良性能(neng)(neng)得到充(chong)(chong)分發揮，以(yi)滿足汽車工(gong)業、通(tong)訊電子(zi)業、航(hang)空航(hang)天等(deng)領域對高品質高性能(neng)(neng)鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)需求(qiu)，擴大(da)鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)應(ying)用(yong)范圍。稀(xi)土在鎂(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)中的(de)作(zuo)用(yong)主要有：

1、熔體凈化

稀土元素(su)在(zai)鎂合金熔體中具有除(chu)(chu)氫(qing)、除(chu)(chu)氧、除(chu)(chu)硫、除(chu)(chu)鐵、除(chu)(chu)夾(jia)雜物的作用, 達(da)到除(chu)(chu)氣精煉、凈(jing)化熔體的效(xiao)果(guo)。

2、熔體保護

鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)在(zai)(zai)熔(rong)煉過程中極易氧(yang)化燃(ran)燒，工業生產鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)一般采用熔(rong)劑覆蓋(gai)或氣體(ti)保護(hu)法熔(rong)煉，但都存在(zai)(zai)不少(shao)缺點，如(ru)果能夠提高(gao)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)熔(rong)體(ti)自身的(de)(de)起燃(ran)溫(wen)度則(ze)有可能實現鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)大(da)氣下直接(jie)熔(rong)煉，這對(dui)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)進一步(bu)推廣(guang)應(ying)用意義(yi)重大(da)。稀土(tu)是鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)熔(rong)體(ti)的(de)(de)表面活(huo)性元素，能夠在(zai)(zai)熔(rong)體(ti)表面形(xing)成致密的(de)(de)復合(he)氧(yang)化物膜，有效阻(zu)止熔(rong)體(ti)和大(da)氣的(de)(de)接(jie)觸，大(da)大(da)提高(gao)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)熔(rong)體(ti)起燃(ran)溫(wen)度。

3、細晶強化

稀土元(yuan)素(su)在固(gu)液界(jie)面前(qian)沿富集引起成(cheng)分過(guo)(guo)冷，過(guo)(guo)冷區形成(cheng)新的(de)(de)形核帶(dai)而形成(cheng)細(xi)等(deng)軸晶(jing)(jing)，此(ci)外(wai)稀土的(de)(de)富集使其起到阻礙(ai)α-Mg晶(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)大的(de)(de)作用(yong)，進(jin)一步促進(jin)了(le)晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)細(xi)化。根據Hall2Petch公式，合(he)金的(de)(de)強度隨(sui)晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺(chi)寸的(de)(de)細(xi)化而增(zeng)加，并(bing)且相對(dui)體(ti)心(xin)立方(fang)和面心(xin)立方(fang)晶(jing)(jing)體(ti)而言，晶(jing)(jing)粒(li)(li)尺(chi)寸對(dui)密排六方(fang)金屬強度影響更大，因此(ci)鎂(mei)合(he)金晶(jing)(jing)粒(li)(li)細(xi)化產生(sheng)的(de)(de)強化效果(guo)極為顯(xian)著。

4、固溶強化

大部分稀(xi)土元(yuan)素在鎂(mei)(mei)中具(ju)有(you)較高(gao)的(de)(de)固(gu)溶度，當稀(xi)土元(yuan)素固(gu)溶于(yu)鎂(mei)(mei)基(ji)(ji)體(ti)時，由(you)于(yu)稀(xi)土元(yuan)素與鎂(mei)(mei)的(de)(de)原子半徑和彈(dan)性模量的(de)(de)差異，使鎂(mei)(mei)基(ji)(ji)體(ti)產生點(dian)陣畸變。由(you)此產生的(de)(de)應力將阻礙位(wei)錯運(yun)動，從(cong)而(er)(er)使鎂(mei)(mei)基(ji)(ji)體(ti)得到強化(hua)。稀(xi)土元(yuan)素固(gu)溶強化(hua)的(de)(de)作(zuo)用主(zhu)要是(shi)減慢原子擴散(san)速率，阻礙位(wei)錯運(yun)動，從(cong)而(er)(er)強化(hua)基(ji)(ji)體(ti)，提高(gao)合金(jin)的(de)(de)強度和高(gao)溫(wen)蠕變性能。

5、彌散強化

稀土與(yu)鎂或其他(ta)合(he)(he)金(jin)(jin)化元素在(zai)合(he)(he)金(jin)(jin)凝(ning)固過程中形成(cheng)穩(wen)定的(de)金(jin)(jin)屬(shu)間(jian)化合(he)(he)物(wu)，這些含稀土的(de)金(jin)(jin)屬(shu)間(jian)化合(he)(he)物(wu)一般具有(you)高熔點、高熱穩(wen)定性等(deng)特點，它們呈(cheng)細小化合(he)(he)物(wu)粒子彌散分(fen)布于晶(jing)界(jie)(jie)和晶(jing)內(nei)，在(zai)高溫下可以釘扎(zha)晶(jing)界(jie)(jie)，抑(yi)制晶(jing)界(jie)(jie)滑移，同時阻(zu)礙位錯運動，強化合(he)(he)金(jin)(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(qing)質結(jie)構材料產(chan)(chan)業(ye)體(ti)系完(wan)整(zheng)，可實(shi)現自(zi)產(chan)(chan)自(zi)銷。高性能稀土鎂輕(qing)質結(jie)構合(he)金材料未來的市場需求(qiu)主要集中在(zai)以下(xia)幾個方面：

1、高(gao)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發及(ji)推(tui)廣應用(yong)。

2、面向(xiang)應用的新型高性(xing)能稀(xi)土鎂合金(jin)材料(liao)開發。

3、先進加(jia)工成(cheng)型技術及(ji)配套(tao)裝(zhuang)備研發。

4、完善稀(xi)土綠(lv)色(se)冶煉分離技術，加快推廣應(ying)用。

5、面向(xiang)材(cai)料生命周期(qi)的系(xi)統研究，建(jian)立(li)“產學研用”協同發展平(ping)臺。

6、加(jia)快高性(xing)能(neng)稀土鎂(mei)(mei)輕質(zhi)結(jie)構材料(liao)應用速(su)度，盡快實現軍(jun)用領(ling)域(yu)向民用領(ling)域(yu)轉化(hua)，逐漸擴大市場規模，到(dao)2035年(nian)將(jiang)替代(dai)普通鎂(mei)(mei)合金材料(liao)的比例達到(dao)30%。