稀土镁合金的作用是什么 稀土镁合金的应用前景怎么样

一、什么是稀土镁合金

稀土镁合金泛指含有稀土元素的镁合金。

大部分稀土元素与镁的原子尺寸半径相差在±15%范围内，在镁中有较大固溶度，具有良好的固溶强化、沉淀强化作用；可以有效地改善合金组织和微观结构、提高合金室温及高温力学性能、增强合金耐蚀性和耐热性等。

在镁合金领域开发出一系列含稀土的镁合金，使它们具有高强、耐热、耐蚀等性能，将有效地拓展镁合金的应用领域。

二、稀土镁合金的作用是什么

稀土镁合金和普通镁合金相比，主要是添加了稀土元素，充分利用稀土元素独特的物理和化学性质，进一步提高和改善镁合金的综合性能，特别是耐高温、高强度镁合金的开发，使镁合金的优良性能得到充分发挥，以满足汽车工业、通讯电子业、航空航天等领域对高品质高性能镁合金的需求，扩大镁合金的应用范围。稀土在镁合金中的作用主要有：

1、熔体净化

稀土元素在镁合金熔体中具有除氢、除氧、除硫、除铁、除夹杂物的作用, 达到除气精炼、净化熔体的效果。

2、熔体保护

镁合金在熔炼过程中极易氧化燃烧，工业生产镁合金一般采用熔剂覆盖或气体保护法熔炼，但都存在不少缺点，如果能够提高镁合金熔体自身的起燃温度则有可能实现镁合金大气下直接熔炼，这对镁合金的进一步推广应用意义重大。稀土是镁合金熔体的表面活性元素，能够在熔体表面形成致密的复合氧化物膜，有效阻止熔体和大气的接触，大大提高镁合金熔体起燃温度。

3、细晶强化

稀土元素在固液界面前沿富集引起成分过冷，过冷区形成新的形核带而形成细等轴晶，此外稀土的富集使其起到阻碍α-Mg晶粒长大的作用，进一步促进了晶粒的细化。根据Hall2Petch公式，合金的强度随晶粒尺寸的细化而增加，并且相对体心立方和面心立方晶体而言，晶粒尺寸对密排六方金属强度影响更大，因此镁合金晶粒细化产生的强化效果极为显著。

4、固溶强化

大部分稀土元素在镁中具有较高的固溶度，当稀土元素固溶于镁基体时，由于稀土元素与镁的原子半径和弹性模量的差异，使镁基体产生点阵畸变。由此产生的应力将阻碍位错运动，从而使镁基体得到强化。稀土元素固溶强化的作用主要是减慢原子扩散速率，阻碍位错运动，从而强化基体，提高合金的强度和高温蠕变性能。

5、弥散强化

稀土与镁或其他合金化元素在合金凝固过程中形成稳定的金属间化合物，这些含稀土的金属间化合物一般具有高熔点、高热稳定性等特点，它们呈细小化合物粒子弥散分布于晶界和晶内，在高温下可以钉扎晶界，抑制晶界滑移，同时阻碍位错运动，强化合金基体。

三、稀土镁合金的应用前景怎么样

相较于普通镁合金材料，高性能稀土镁轻质结构合金材料在添加稀土后，具有强度高、韧性好、耐热耐蚀等显著优势，解决了制约镁合金材料广泛应用的关键问题，是推进我国航空、航天、汽车、轨道交通等领域轻量化发展的关键基础材料。我国镁、稀土资源丰富，合金成型及加工技术成熟，市场应用空间大，稀土镁合金轻质结构材料产业体系完整，可实现自产自销。高性能稀土镁轻质结构合金材料未来的市场需求主要集中在以下几个方面：

1、高性能镁稀土母合金、稀土镁合金短流程低成本制备技术开发及推广应用。

2、面向应用的新型高性能稀土镁合金材料开发。

3、先进加工成型技术及配套装备研发。

4、完善稀土绿色冶炼分离技术，加快推广应用。

5、面向材料生命周期的系统研究，建立“产学研用”协同发展平台。

6、加快高性能稀土镁轻质结构材料应用速度，尽快实现军用领域向民用领域转化，逐渐扩大市场规模，到2035年将替代普通镁合金材料的比例达到30%。