一、什么是稀土鎂合金

稀(xi)土鎂合(he)金泛指含有稀(xi)土元(yuan)素的鎂合(he)金。

大(da)部(bu)分(fen)稀土元素與鎂的原子尺寸(cun)半徑(jing)相差(cha)在(zai)(zai)±15%范圍(wei)內(nei)，在(zai)(zai)鎂中(zhong)有(you)較大(da)固溶度，具有(you)良好的固溶強(qiang)化、沉淀強(qiang)化作用；可以有(you)效(xiao)地改善合(he)金(jin)組織和微觀結(jie)構、提高(gao)(gao)合(he)金(jin)室溫(wen)及高(gao)(gao)溫(wen)力學性能、增(zeng)強(qiang)合(he)金(jin)耐蝕性和耐熱(re)性等。

在鎂(mei)(mei)合金(jin)領(ling)域(yu)開發出(chu)一(yi)系列含稀土的鎂(mei)(mei)合金(jin)，使它們具有(you)高強、耐熱、耐蝕(shi)等性能，將有(you)效(xiao)地(di)拓(tuo)展(zhan)鎂(mei)(mei)合金(jin)的應(ying)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)金(jin)和(he)普通鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)相比，主要是添(tian)加了(le)稀(xi)土(tu)元素，充(chong)分(fen)利用(yong)稀(xi)土(tu)元素獨特(te)的(de)物理和(he)化學性質，進一步提高(gao)和(he)改善鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)綜(zong)合(he)(he)(he)性能，特(te)別(bie)是耐(nai)高(gao)溫(wen)、高(gao)強度鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)開發，使(shi)鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)優良性能得到(dao)充(chong)分(fen)發揮，以滿足(zu)汽(qi)車(che)工業(ye)、通訊(xun)電子業(ye)、航(hang)空航(hang)天等領(ling)域對高(gao)品(pin)質高(gao)性能鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)需求，擴大鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)應用(yong)范圍。稀(xi)土(tu)在鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)中的(de)作(zuo)用(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)氫(qing)、除(chu)氧、除(chu)硫、除(chu)鐵(tie)、除(chu)夾雜物的(de)作(zuo)用, 達到除(chu)氣精(jing)煉、凈化熔體(ti)的(de)效(xiao)果。

2、熔體保護

鎂合金(jin)在(zai)(zai)熔(rong)(rong)煉過程中極易氧化燃燒，工業(ye)生產鎂合金(jin)一(yi)般采用熔(rong)(rong)劑覆蓋或氣(qi)體(ti)保護法熔(rong)(rong)煉，但都(dou)存在(zai)(zai)不少缺(que)點，如果能(neng)夠提高鎂合金(jin)熔(rong)(rong)體(ti)自身的(de)起燃溫度則有可能(neng)實現鎂合金(jin)大(da)氣(qi)下直接(jie)熔(rong)(rong)煉，這對鎂合金(jin)的(de)進一(yi)步(bu)推廣應(ying)用意義重大(da)。稀土是(shi)鎂合金(jin)熔(rong)(rong)體(ti)的(de)表面活性元素，能(neng)夠在(zai)(zai)熔(rong)(rong)體(ti)表面形(xing)成致密的(de)復合氧化物膜，有效(xiao)阻止熔(rong)(rong)體(ti)和大(da)氣(qi)的(de)接(jie)觸，大(da)大(da)提高鎂合金(jin)熔(rong)(rong)體(ti)起燃溫度。

3、細晶強化

稀土元(yuan)素在固液(ye)界面(mian)前沿(yan)富(fu)集(ji)引起成分過冷(leng)，過冷(leng)區形(xing)成新的(de)(de)(de)形(xing)核帶而形(xing)成細等軸(zhou)晶(jing)(jing)，此外稀土的(de)(de)(de)富(fu)集(ji)使其起到阻礙α-Mg晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)(de)作用，進一步促進了晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)細化。根據Hall2Petch公(gong)式，合金的(de)(de)(de)強(qiang)度隨晶(jing)(jing)粒(li)尺寸的(de)(de)(de)細化而增加，并且相對體心立(li)方(fang)和面(mian)心立(li)方(fang)晶(jing)(jing)體而言，晶(jing)(jing)粒(li)尺寸對密排六(liu)方(fang)金屬強(qiang)度影響更(geng)大(da)，因此鎂合金晶(jing)(jing)粒(li)細化產生的(de)(de)(de)強(qiang)化效果(guo)極為(wei)顯著。

4、固溶強化

大(da)部(bu)分稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)在鎂(mei)(mei)中具有較高(gao)的(de)(de)(de)固(gu)溶度(du)，當稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)固(gu)溶于鎂(mei)(mei)基體(ti)時(shi)，由(you)于稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)與鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)原子半徑和彈(dan)性模量的(de)(de)(de)差異(yi)，使鎂(mei)(mei)基體(ti)產(chan)生(sheng)點陣畸變(bian)(bian)。由(you)此產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)應力將阻礙位(wei)錯(cuo)(cuo)運動，從(cong)而(er)(er)使鎂(mei)(mei)基體(ti)得到強化(hua)(hua)。稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)固(gu)溶強化(hua)(hua)的(de)(de)(de)作用主(zhu)要是減慢(man)原子擴(kuo)散速率，阻礙位(wei)錯(cuo)(cuo)運動，從(cong)而(er)(er)強化(hua)(hua)基體(ti)，提高(gao)合金(jin)的(de)(de)(de)強度(du)和高(gao)溫蠕(ru)變(bian)(bian)性能。

5、彌散強化

稀(xi)土(tu)與(yu)鎂(mei)或其他合(he)金化元素在合(he)金凝固過程中形成穩定的(de)金屬間化合(he)物(wu)，這(zhe)些含稀(xi)土(tu)的(de)金屬間化合(he)物(wu)一般具有高熔點(dian)、高熱穩定性等特點(dian)，它們呈(cheng)細小化合(he)物(wu)粒子彌(mi)散分布(bu)于晶界(jie)(jie)和晶內，在高溫下可以釘扎晶界(jie)(jie)，抑制晶界(jie)(jie)滑移(yi)，同時阻礙(ai)位錯運動，強化合(he)金基體。

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(zhi)結(jie)構材(cai)料產(chan)業(ye)體系完整，可(ke)實現自產(chan)自銷。高性能稀(xi)土鎂輕質(zhi)結(jie)構合金(jin)材(cai)料未來的市場需求主要集中在以下幾個(ge)方面：

1、高(gao)性(xing)能(neng)鎂稀土母合金、稀土鎂合金短流程低成本制備(bei)技(ji)術(shu)開發及(ji)推廣(guang)應用。

2、面(mian)向應(ying)用(yong)的新型高性(xing)能(neng)稀土鎂(mei)合(he)金材(cai)料開發(fa)。

3、先進(jin)加(jia)工(gong)成型(xing)技術(shu)及配套裝備(bei)研發(fa)。

4、完善(shan)稀土綠色冶煉分離技術，加快推廣應用。

5、面(mian)向(xiang)材料生命(ming)周期的系統研究，建立“產(chan)學研用(yong)”協(xie)同發展平臺。

6、加快高性能(neng)稀土鎂輕質(zhi)結構材料應用速度，盡快實現(xian)軍用領域(yu)向(xiang)民(min)用領域(yu)轉化，逐漸(jian)擴大市場規(gui)模(mo)，到2035年將替(ti)代普通(tong)鎂合金材料的比例達到30%。