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稀土镁合金

稀土镁合金

  • 所属分类:稀土镁合金
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  • 发布日期:2020-12-16 15:35:21
  • 168体育竞猜概述

稀土镁合金泛指含有稀土元素(rare earth)的镁合金。镁合金是工程应用中较轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点,在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场,特别是在全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下,镁的资源优势、价格优势、168体育竞猜优势得到充分发挥,镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。面临镁金属材料的高速发展,我国作为镁资源生产和出口大国,对镁合金开展深入研究和应用前期开发工作意义重大。


包头稀土镁合金泛指含有稀土元素(rare earth)的镁合金。镁合金是工程应用中较轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点,在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场,特别是在全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下,镁的资源优势、价格优势、168体育竞猜优势得到充分发挥,镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。面临镁金属材料的高速发展,我国作为镁资源生产和出口大国,对镁合金开展深入研究和应用前期开发工作意义重大。然而普通镁合金强度偏低、耐热耐蚀等性能较差仍然是制约镁合金大规模应用的瓶颈问题。


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;稀土元素原子扩散能力差,对提高镁合金再结晶温度和减缓再结晶过程有显著作用;稀土元素还有很好的时效强化作用,可以析出非常稳定的弥散相粒子,从而能大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力。因此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。


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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。


熔体保护


镁合金在熔炼过程中易氧化燃烧,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。


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显著。


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。


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。


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