稀土鎂合金

稀土鎂合金泛指含有稀土元素（rare earth）的鎂合金。鎂合金是工程應用中較輕的金屬結構材料，具有密度低、比強度高、比剛度高、減震性高、易加工、易回收等優點，在航天、軍工、電子通訊、交通運輸等領域有著巨大的應用市場，特別是在全球鐵、鋁、鋅等金屬資源緊缺大背景下，鎂的資源優勢、價格優勢、產品優勢得到充分發揮，鎂合金成為一種迅速崛起的工程材料。面臨鎂金屬材料的高速發展，我國作為鎂資源生產和出口大國，對鎂合金開展深入研究和應用前期開發工作意義重大。

包頭稀土鎂合金泛指含有稀土元素（rare earth）的鎂合金。鎂合金是工程應用中較輕的金屬結構材料，具有密度低、比強度高、比剛度高、減震性高、易加工、易回收等優點，在航天、軍工、電子通訊、交通運輸等領域有著巨大的應用市場，特別是在全球鐵、鋁、鋅等金屬資源緊缺大背景下，鎂的資源優勢、價格優勢、產品優勢得到充分發揮，鎂合金成為一種迅速崛起的工程材料。面臨鎂金屬材料的高速發展，我國作為鎂資源生產和出口大國，對鎂合金開展深入研究和應用前期開發工作意義重大。然而普通鎂合金強度偏低、耐熱耐蝕等性能較差仍然是制約鎂合金大規模應用的瓶頸問題。

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；稀土元素原子擴散能力差，對提高鎂合金再結晶溫度和減緩再結晶過程有顯著作用；稀土元素還有很好的時效強化作用，可以析出非常穩定的彌散相粒子，從而能大幅度提高鎂合金的高溫強度和蠕變抗力。因此在鎂合金領域開發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。

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。

熔體保護

鎂合金在熔煉過程中易氧化燃燒，工業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。

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顯著。

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。

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。