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。

大部分稀土元素與鎂的原子尺寸半徑相差在±15%范圍內，在鎂中有較大固溶度，具有良好的固溶強化、沉淀強化作用；可以有效地改善合金組織和微觀結構、提高合金室溫及高溫力學性能、增強合金耐蝕性和耐熱性等。

在鎂合金領域開發(fā)出一系列含稀土的鎂合金，使它們具有高強、耐熱、耐蝕等性能，將有效地拓展鎂合金的應用領域。

二、稀土鎂合金的作用是什么

稀土鎂合金和普通鎂合金相比，主要是添加了稀土元素，充分利用稀土元素獨特的物理和化學性質，進一步提高和改善鎂合金的綜合性能，特別是耐高溫、高強度鎂合金的開發(fā)，使鎂合金的優(yōu)良性能得到充分發(fā)揮，以滿足汽車工業(yè)、通訊電子業(yè)、航空航天等領域對高品質高性能鎂合金的需求，擴大鎂合金的應用范圍。稀土在鎂合金中的作用主要有：

1、熔體凈化

稀土元素在鎂合金熔體中具有除氫、除氧、除硫、除鐵、除夾雜物的作用, 達到除氣精煉、凈化熔體的效果。

2、熔體保護

鎂合金在熔煉過程中極易氧化燃燒，工業(yè)生產鎂合金一般采用熔劑覆蓋或氣體保護法熔煉，但都存在不少缺點，如果能夠提高鎂合金熔體自身的起燃溫度則有可能實現鎂合金大氣下直接熔煉，這對鎂合金的進一步推廣應用意義重大。稀土是鎂合金熔體的表面活性元素，能夠在熔體表面形成致密的復合氧化物膜，有效阻止熔體和大氣的接觸，大大提高鎂合金熔體起燃溫度。

3、細晶強化

稀土元素在固液界面前沿富集引起成分過冷，過冷區(qū)形成新的形核帶而形成細等軸晶，此外稀土的富集使其起到阻礙α-Mg晶粒長大的作用，進一步促進了晶粒的細化。根據Hall2Petch公式，合金的強度隨晶粒尺寸的細化而增加，并且相對體心立方和面心立方晶體而言，晶粒尺寸對密排六方金屬強度影響更大，因此鎂合金晶粒細化產生的強化效果極為顯著。

4、固溶強化

大部分稀土元素在鎂中具有較高的固溶度，當稀土元素固溶于鎂基體時，由于稀土元素與鎂的原子半徑和彈性模量的差異，使鎂基體產生點陣畸變。由此產生的應力將阻礙位錯運動，從而使鎂基體得到強化。稀土元素固溶強化的作用主要是減慢原子擴散速率，阻礙位錯運動，從而強化基體，提高合金的強度和高溫蠕變性能。

5、彌散強化

稀土與鎂或其他合金化元素在合金凝固過程中形成穩(wěn)定的金屬間化合物，這些含稀土的金屬間化合物一般具有高熔點、高熱穩(wěn)定性等特點，它們呈細小化合物粒子彌散分布于晶界和晶內，在高溫下可以釘扎晶界，抑制晶界滑移，同時阻礙位錯運動，強化合金基體。

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(yōu)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(fā)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，稀土鎂合金輕質結構材料產業(yè)體系完整，可實現自產自銷。高性能稀土鎂輕質結構合金材料未來的市場需求主要集中在以下幾個方面：

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(fā)及推廣應用。

2、面向應用的新型高性能稀土鎂合金材料開發(fā)。

3、先進加工成型技術及配套裝備研發(fā)。

4、完善稀土綠色冶煉分離技術，加快推廣應用。

5、面向材料生命周期的系統(tǒng)研究，建立“產學研用”協(xié)同發(fā)展平臺。

6、加快高性能稀土鎂輕質結構材料應用速度，盡快實現軍用領域向民用領域轉化，逐漸擴大市場規(guī)模，到2035年將替代普通鎂合金材料的比例達到30%。