稀土镁合金的结构与性能
高性能稀土镁合金助力汽车行业迈向绿色环保
高性能稀土镁合金助力汽车行业迈向绿色环保稀土镁合金是一种具有广泛应用前景的新材料，尤其在汽车行业中具备独特的优势。
本文将探讨高性能稀土镁合金如何助力汽车行业迈向绿色环保的发展。
1. 引言随着全球环保意识的增强，汽车行业正朝着绿色环保的方向发展。
传统的铝合金和钢材在提升汽车燃油效率和减少二氧化碳排放方面面临着一定的挑战。
而稀土镁合金因其较低的密度、较高的强度和良好的加工性能，正成为汽车行业追求绿色环保的理想材料之一。
2. 稀土镁合金的特性稀土镁合金是由镁和稀土元素组成的合金，其独特的特性使其得到广泛应用。
首先，稀土镁合金具有较低的密度，相比于传统的钢材和铝合金，其密度更低，可以减轻汽车整体重量。
其次，稀土镁合金拥有良好的强度和刚性，能够满足汽车结构的安全性要求。
此外，稀土镁合金还具备优异的耐腐蚀性和良好的耐热性能，能够适应汽车复杂的工作环境。
3. 稀土镁合金在汽车行业中的应用（1）车身结构：稀土镁合金可以应用于汽车的车身结构中，通过替代传统的钢材和铝合金，减轻汽车整体重量，从而提高燃油效率。
稀土镁合金的强度和刚性能够满足车身结构的要求，保证乘员安全。
此外，稀土镁合金的优异耐腐蚀性确保了车身在恶劣环境下的耐久性。
（2）发动机部件：稀土镁合金可以应用于发动机的部件制造，如缸体和曲轴。
稀土镁合金具有良好的耐高温性能和强度，能够承受高温和高压的工作环境，提高发动机的效率和可靠性。
（3）电动车辆：随着电动车辆的兴起，稀土镁合金也在电动车辆中得到广泛应用。
由于稀土镁合金的较低密度，电动车辆使用稀土镁合金材料可以使电池续航里程更长，提高电动车辆的能量利用率。
4. 稀土镁合金的挑战和未来发展稀土镁合金在汽车行业中的应用仍面临一些挑战。
首先，稀土元素的稀缺性和环境影响需要得到合理的管理和利用，以避免对环境产生负面影响。
其次，稀土镁合金的加工和成型技术仍需要进一步改进和发展，以满足汽车行业对材料的高要求。
此外，稀土镁合金的成本仍然较高，降低成本是提高其应用前景的关键。
镁合金及稀土镁合金浅析
进入21世纪，随着汽车工业、轨道交通、航空航天和电子产品工业的飞速发展，以及人们对高品质生活的追求，对环保型、轻量化、高性能材料的需求越来越高。
我们都知道：镁是地球上储量最丰富的元素之一，金属镁及镁合金也是目前在工程应用中最轻的金属结构材料。
镁合金具有高的比强度、比刚度，尺寸稳定性高，阻尼减震性能好，机械加工方便，尤其易于回收利用，具有环保特性，被誉为“21 世纪绿色工程金属结构材料”。
因此，在很多传统金属矿产趋于枯竭的今天，加速开发镁合金材料，尤其是稀土镁合金对保持社会可持续发展具有重要的战略意义。
一、镁合金浅析 1.国内镁合金现状 我国是镁资源最丰富的国家，可利用的镁资源占世界贮量的70%，是世界上原镁生产和出口量最大的国家，中国虽然是镁生产大国和出口大国，镁合金材料品种、质量应用及生产装备和环保安全等有了一定的进步，但从整体来看，我国镁及镁合金材料产业的发展水平与工业发达国家相比还有很大镁合金及稀土镁合金浅析文/冀丽安稀土信息·34·2020年第5期·35·Rare Earth Information的差距，特别是基础研究、新合金新材料的研制开发与应用、结构材料的铸造生产和塑性加工技术与装备等方面的工作还比较弱，处于起步阶段。
自2000年以来，我国对镁及镁合金行业的支持力度开始加大。
2001年，科技部正式启动“十五”科技攻关重大专项“镁合金应用开发及产业化”，这是我国在国家层面上首次针对镁材料研发开展的专项支持。
各种形式的产学研用合作联盟和项目得以推进。
国家镁合金材料工程技术研究中心、上海交大轻合金精密成型国家工程研究中心、中科院金属所等镁科研国家队陆续组建并实现实力和能力提升。
目前，中国已经成为全球最主要的镁合金加工产品的生产基地。
2 .国外镁合金现状 国外对于镁及其合金的研究开发较早，到目前镁及其合金材料的开发应用已进入相对比较成熟的阶段，并已达到产业化的工业规模。
铸造稀土镁合金的研究综述
铸造稀土镁合金的研究综述镁合金作为最轻的金属结构材料，具有密度小、铸造性能好比强度和比刚度高、可回收性强等一系列优点，在航空航天、汽车、电子通信等领域得到广泛应用[1]。
在实际应用中，由于镁合金塑性加工困难，镁合金产品主要以压铸为主[2]。
然而与铸造铝合金相比，常规铸造镁合金的力学性能及耐热性能偏低，从而限制了其进一步应用，通过在铸造镁合金中添加稀土可以显著提高合金的力学性能及耐热性能[3]，进一步扩大其应用范围。
1.铸造稀土镁合金的研究现状常用的铸造稀土镁合金可分为Mg-Al-RE系，Mg-Zn-RE系，Mg-RE系合金3类。
近些年来，主要采用合金化方法来研究铸造稀土镁合金中的微观组织及其对力学性能的影响。
1.1Mg-Al-RE系Mg-Al系合金是常用铸造镁合金。
在Mg-Al系合金中，主要的强化相为低熔点Mg17Al12相。
当使用温度高于120℃时，Mg17Al12相会软化，且晶界附近富Al的过饱和固溶体会发生β-Mg17Al12相的非连续析出，最终导致合金抗蠕变性能的迅速降低。
因此，可以通过改变Mg17Al12相的结构和增添新的热强相来提高合金的力学性能及耐热性能。
由于RE与Al之间可形成热稳定性高的金属间化合物，并充分抑制Mg17Al12相的形成，因此，Mg-Al-RE合金具有较高的室温、高温力学性能和抗蠕变性能。
CUI X P等[4]研究了Pr对压铸AZ91合金组织与力学性能的影响，发现加入0.4%的Pr后，合金中出现了细小的针状Al11Pr3相和少量的Al6Mn6Pr相。
随着Pr的增加，Al6Mn6Pr相增加并随之粗化，Al6Mn6Pr相数量急剧增加。
AZ91-0.8Pr合金具有较优异的力学性能，其室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为228MPa、137MPa和6.8%。
Y对AZ91-Sb铸造合金的高温力学性能的影响。
发现在AZ91-0.5Sb合金中加入0.6%的Y后，会有较好的常温和高温力学性能，在150℃时的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为191MPa、111MPa和13%。
稀土镁合金组织和性能研究
稀土元素和合适的热处理工艺可以有效地控制晶粒大小、分布情况以及界面 形态，从而实现材料性能的优化。
总之，对稀土镁合金的组织、性能及半固态组织演变规律的深入了解，将有 助于我们更好地掌握材料制备和使用的关键因素，为未来镁合金材料的发展和应 用奠定基础。
镁合金作为一种轻质、高强度的材料，日益受到科研和工业界的。尤其是生 物医用镁合金，由于其良好的生物相容性和腐蚀降解性，成为了研究热点。本次 演示对新型生物镁合金MgZnCaZrNdY的组织、力学性能和腐蚀行为进行了深入研 究。
组织结构
稀土镁合金的组织结构主要包括位错、孪晶和滑移等现象。在镁合金中，位 错是指晶体中一部分相对于另一部分发生位移的缺陷，其数量和分布对材料的力 学性能有重要影响。孪晶是指晶体中两个或多个晶格区域沿着一定的镜面对称排 列，
以提高晶体的整体自由能。滑移则是晶体中原子在切应力作用下沿着滑移面 发生相对位移的现象。
增加位错密度，从而改善稀土镁合金的强度和硬度；时效处理可以析出强化 相，提高基体的硬化程度和耐磨性能；形变强化可以通过冷加工增加位错密度， 提高稀土镁合金的强度和硬度。然而，热处理工艺的不当控制可能会导致稀土镁 合金出现裂纹、晶粒
粗大等问题，因此需要精确控制热处理工艺参数。
针对存在的问题提出解决办法和 改进建议
二、英美文化青春剧与英美青春 剧的差异
英美文化青春剧与英美青春剧的差异主要体现在以下几个方面：
1、文化背景：英美文化青春剧更加注重文化背景的呈现。剧集往往会通过 细节展现出英国或美国的特定文化元素，如风俗习惯、历史传统等。而英美青
春剧则较少文化背景，更加强调年轻人的普遍性问题。
2、价值观：英美文化青春剧通常会呈现不同的价值观和信仰体系。
2、人物个性鲜明：英美青春剧的主角们通常具有鲜明的个性特征，例如自 信、独立、善良、勇敢等。这些人物的性格特点使得剧情更加丰富多彩，也更容 易引起观众的共鸣。
稀土镁合金的结构与性能解析
稀土镁合金的结构与性能解析稀土镁合金是一种由稀土元素和镁元素形成的合金材料，主要由镁、铈、钕、铕、钐、铽六种稀土元素组成。
稀土镁合金是一种轻量高强度材料，具有优异的机械性能、耐蚀性能、耐磨性能和良好的低温性能。
因此，在航空航天、汽车制造、兵器装备、新能源等领域都有广泛的应用。
稀土镁合金的晶体结构属于六方最密堆积（hexagonal close-packed, HCP）结构，类似于α-Mg晶格。
稀土元素作为晶格的替位元素进入到晶格中，形成了一种新的晶体结构。
稀土元素常常与镁原子形成化学键而存在，缩短了晶格参数，提高了合金的硬度和强度。
稀土镁合金有许多优异的性能，下面就对其主要性能进行一些简要的说明。
（1）机械性能稀土镁合金具有良好的机械性能，比如高强度、高韧性、高硬度等。
其中，机械强度包括拉伸强度、屈服强度和硬度。
与普通的坯材相比，稀土镁合金的强度明显提高，耐久性也更加优良，可以有效地满足不同工业领域的需求。
（2）耐磨性能稀土镁合金具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，在复杂的工况和恶劣的环境下表现出良好的稳定性。
稀土元素进入晶格中形成稳定的化合物，在镁合金表面形成一层保护膜，可以有效地抵御各种磨损和腐蚀。
此外，微观组织的细小化和均匀化在一定程度上也有助于提高其耐磨性。
（3）低温性能稀土镁合金在低温环境下有优异的性能，如低温强度、低温韧性和低温脆化性能表现良好。
这是由于稀土元素的加入增加了晶体的替代比，缩短了晶格常数，使其在低温下能够保持稳定的晶格结构，从而表现出优异的低温性能。
（4）加工性能稀土镁合金具有良好的加工性能，可利用各种加工技术进行加工，如挤压、轧制、拉伸等。
在机械加工和热加工方面，稀土镁合金的加工性能优于许多金属材料。
此外，加工过程中对金属材料的塑性和韧性等方面的指标也表现出良好的稳定性。
综上所述，稀土镁合金具有优异的机械性能、耐磨性能、低温性能和加工性能等优点，是一种具有广泛应用前景的金属材料。
稀土镁合金
稀土镁合金 稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素(Rare Earth)。
简称稀土(RE 或R)。
1. Mg-Al-RE 系镁合金组织与性能摘要: 通过铸造和挤压变形工艺, 研究了AE (Mg-Al-RE)系合金的显微组织及稀土和铝含量的变化对AE 系合金显微组织和力学性能的影响. 实验结果表明: AE 系合金的铸态显微组织由M g α-基体相和沿晶界分布的Al4RE, 1712M g A l 相组成. 随着稀土含量的增加,1712M g A l 相逐渐消失, 4A l R E 相的体积分数增加, 并逐渐沿晶界处形成连续网状结构.挤压实验结果显示: AE 系合金具有良好的形变加工性能, 挤压后合金的强度和塑性均比铸态合金大幅度提高. 稀土元素的加入对合金形变过程中的动态再结晶有一定的抑制作用. 在AE 系稀土镁合金中增加Al 含量, 可以使合金的综合力学性能上升到一个较高的水平. 结论1) AE 系合金的铸态显微组织由M g α-基体和沿晶界分布的4A l R E 及1712M g A l 相组成.随着稀土加入量的增加, 1712M g A l 相在显微组织中逐渐消失, 4A l R E 体积分数增加, 并逐渐沿晶界处形成连续网状.2) AE 系列合金具有良好的形变加工性能. 挤压后合金的强度和塑性均比铸态合金大幅度提高.稀土元素的加入对合金形变过程中的动态再结晶有一定的抑制作用.3)在AE 系稀土镁合金中增加A l 含量可以使合金的综合力学性能上升到一个较高的水平.2. 高性能稀土镁合金的研发现状及应用摘要:介绍高性能稀土镁合金中的铸造稀土镁合金、快速凝固稀土镁合金、变形稀土镁合金、稀土耐热镁合金、稀土阻燃镁合金,并对高性能稀土镁合金在国内外的研发现状及在军民品上的应用状况作了较详细的叙述.1 稀土镁合金的研发动向1. 1铸造稀土镁合金传统的镁合金耐热、抗高温蠕变等性能较差,通常只能用于120 ℃以下的场合,达不到交通工具发动机和传动部件需要耐温150～200 ℃、250 ℃甚至更高的要求,从而限制了它的应用. 围绕着如何提高铸造镁合金的力学、耐腐蚀、耐高温、抗蠕变等性能,研究人员对稀土作为镁合金添加剂或合金元素的作用进行了大量研究,取得了瞩目的成绩1. 2快速凝固稀土镁合金快速凝固工艺的原理适于改进镁合金的力学性能. 由于冷却速率相当快,可获得在传统铸造工艺条件下得不到的铸件成分、相结构,如晶粒细小、无偏析、过饱和固溶、亚稳相、化合物细小弥散等. 快速凝固是最新发展的一类制备高性能材料的先进技术,使镁合金的开发进入一个崭新的领域.快速凝固技术的三大类(雾化、流铸和原处熔化) 都可以用于镁合金的生产.通过快速冷却制备的凝固镁合金,由于大量超过平衡溶度的稀土元素固溶到镁中可以大幅度地降低轴比( c/a) ,扩展α- Mg 的固溶区间,激发新的滑移系,从而提高镁合金的塑性变形能力; 也可提高镁合金微观组织的均匀性,避免局部微电池作用,降低了镁合金的腐蚀趋势.1.3 变形稀土镁合金变形稀土镁合金比铸造镁合金具有更高的强度、更好的塑性. 研究表明镁合金在热变形后,组织得到了显著细化,铸造组织缺陷被消除,使得产品的综合力学性能大大提高[2 ] . 发展变形镁合金制品可使镁合金更大地应用于结构件上,如轧制的薄板或厚板、挤压材和锻件. 但由于变形镁合金的开发与研究不够充分,有关稀土对其组织性能影响的研究远不如稀土在铸造镁合金中的研究那么深入和充分,相关的公开专题研究报道相对较少.1.4 稀土耐热镁合金耐热性差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一. 当温度升高时,它的强度和抗蠕变性能大幅度下降,使它难以作为关键零件(如发动机零件) 材料在汽车等工业中得到更广泛的应用.1.5 稀土阻燃镁合金镁合金常用的阻燃方法为熔剂保护和SF6 混合气体保护;但相对而言,合金化阻燃是一种更理想的阻燃方法. 其机理是在合金中添加特定的合金元素来影响合金氧化的热力学反应与动力学过程,形成具有保护作用的致密的氧化膜,达到阻止合金剧烈氧化的目的. 与熔剂保护和SF6 气体保护相比,合金化阻燃可以消除熔剂夹杂,提高合金的力学性能与抗腐蚀性,消除有害气体对大气的污染. 通过合金化的方法来达到阻燃的目的将是镁合金熔炼阻燃的发展方向.稀土在镁合金中的主要作用与效果熔体净化作用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。
稀土镁合金特点
稀土镁合金特点
稀土镁合金是一种新型的轻质高强材料，具有以下几个特点：
1. 轻质高强
稀土镁合金的密度只有铝的2/3，但其强度却比铝合金高出一倍以上。
这使得稀土镁合金在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用前景。
2. 耐腐蚀性强
稀土镁合金具有良好的耐腐蚀性，能够在酸、碱、盐等恶劣环境下长
期稳定地工作。
这使得稀土镁合金在海洋工程、化工等领域有着广泛
的应用前景。
3. 抗热性好
稀土镁合金具有良好的抗热性能，能够在高温环境下长期稳定地工作。
这使得稀土镁合金在航空航天、火箭发动机等领域有着广泛的应用前景。
4. 加工性能好
稀土镁合金具有良好的加工性能，能够通过挤压、拉伸、锻造等多种方式进行加工。
这使得稀土镁合金在制造各种复杂形状的零部件时具有优势。
总之，稀土镁合金具有轻质高强、耐腐蚀性强、抗热性好、加工性能好等特点，是一种非常有前途的材料。
随着科技的不断进步，相信稀土镁合金将会在更多的领域得到应用。
常用的稀土镁合金种类
常用的稀土镁合金种类
稀土镁合金是一种高性能的轻质合金，由稀土元素和镁元素组成。
它具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和耐高温性能，广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。
下面介绍几种常用的稀土镁合金种类。
1. AZ91D合金
AZ91D合金是一种常用的稀土镁合金，由9%铝和1%锌组成，加入稀土元素后，可以提高合金的强度和耐腐蚀性能。
该合金具有优异的机械性能和加工性能，广泛应用于汽车、航空、电子等领域。
2. AM50A合金
AM50A合金是一种含铝的稀土镁合金，由5%铝和0.5%锰组成，加入稀土元素后，可以提高合金的强度和耐腐蚀性能。
该合金具有优异的机械性能和加工性能，广泛应用于汽车、航空、电子等领域。
3. WE43合金
WE43合金是一种高强度的稀土镁合金，由4%铝、3%锆和0.5%稀土元素组成，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
该合金广泛应用于航空、航天、国防等领域，是一种重要的结构材料。
4. ZK60A合金
ZK60A合金是一种含锆的稀土镁合金，由5.5%锌、0.45%锆和0.8%稀土元素组成，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
该合金广泛应用于航空、汽车、电子等领域，是一种重要的结构材料。
稀土镁合金是一种重要的轻质合金，具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和耐高温性能，广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。
不同种类的稀土镁合金具有不同的组成和性能，可以根据具体的应用需求选择合适的合金。
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RE对镁合金性能的影响Effect of rare earth on the pro perties of magnesium alloys摘要：镁合金因其密度小，比强度及比刚度高且能循环再利用，被誉为21世纪的绿色工程材料。
然而镁合金的强度不高，高温蠕变性能及耐热和耐腐蚀性较差，这些缺点极大地限制了镁合金的发展和应用。
稀土元素因其与镁元素晶体结构相同，原子半径接近，能够掺于镁合金中，通过形成固溶体和第二相来改善镁合金的性能，从而扩宽了镁合金的应用范围。
本文主要结合本课题组的目前工作，研究了当向镁中加入稀土元素后，其高温蠕变性能的增强机理，又研究了当向稀土镁合金中加入适量的Zn,Cu,Ni元素后，其内部形成的长周期堆垛有序结构对镁合金性能的影响，最后做了一些稀土镁合金未来研究和发展展望。
关键词镁合金稀土元素高温抗蠕变性能长周期堆垛有序结构镁合金因其具有密度小、高比强度、比刚度以及优秀的易回收利用等优于传统金属材料的特性，目前在航空航天、军工特种材料及交通电子等领域有着广阔的应用空间。
作为被誉为“21 世纪的绿色工程材料”的镁合金目前却普遍存在合金强度不高( 尤其是高温性能较差) 、耐蚀性及耐热性不佳等问题，对镁合金的广泛应用带来了极大的障碍［1］。
稀土元素作为目前镁合金中的主要合金元素，可以通过其扩散能力提高镁合金的重结晶温度，通过其很好的时效作用以及析出对合金性能具有显著影响的弥散相，提高镁合金的抗蠕变性能及耐高温强度，稀土元素对镁合金的性能改进是其他元素所无法替代的［2,3］。
我国镁和稀土资源极为丰富，稀土镁合金可在解决镁合金的性能缺陷的同时突显我国的资源优势，为镁合金应用领域的拓展起到推动作用。
1 稀土元素在镁合金中的行为1． 1 稀土元素对镁合金熔体的保护及净化作用目前镁合金的熔炼保护方法主要以熔剂覆盖保护和SF6 气体保护为主，但无论是哪一种保护方式，依旧会在熔炼过程引入少量的氧元素，进而形成导热系数较小且易破裂的氧化镁膜，导致合金液出现燃烧。
将稀土元素加入镁合金之后，稀土元素将形成致密的稀土氧化物膜，阻止氧化镁膜的形成，实现对镁合金熔体的保护［4］。
该保护特性在合金熔炼制备难度较高( 如WE43 合金) 的过程中尤为重要。
稀土元素在保护合金熔体不易氧化的同时，还可以对镁合金中的熔炼缺陷进行消除。
图1 为AM60B 合金在加入1% ＲE 前后的合金金相组织图片，从图中可以看出，在AM60B 合金中加入稀土元素后，可以显著消除在AM60B 合金中的黑色缺陷( 主要成分为MgO) ，显著减少合金中的氧化物夹杂等缺陷，提高合金品质。
此外，稀土元素还可以对镁合金熔体中的氧、氢、铁和硫等杂质进行去除，达到对合金的净化作用。
图11． 2 稀土元素对镁合金结构组织的影响镁合金中稀土元素的加入可以加剧合金二次枝晶的形成，减小枝晶间距，使晶粒内部组织得到有效的细化作用，从而实现对合金性能的强化效果。
图2 为AM60B 合金在加入1%ＲE 前后的SEM测试结果对比。
从图中可以看出，1%的稀土元素加入AM60B 合金后，可以显著细化合金晶粒。
在未加入稀土时，AM60B 合金中的铸态组织为( α-Mg 基体、Al8Mn5相及( β-Mg17 Al12相; 当稀土元素加入合金后，稀土元素与合金中的铝元素形成针状的合金强化相Al11 ＲE3及Al10 ＲE2Mn7，相应减少粗大( β-Mg17Al12相的数量。
富铝稀土相的出现可以显著降低高温下的固溶－析出效应，在一定程度上对晶界起到钉扎的效果［11，12］，对晶界滑动起到阻碍作用，强化合金基体; 同时富铝稀土相具有较高的熔点及在( α-Mg 基体中较低的扩散速率，因此，稀土的加入可以显著改善镁合金的内部组织，提高合金的高温性能及强度。
图21． 3 稀土元素对镁合金综合性能的改进镁合金中引入稀土元素，可以显著改善镁合金的力学性能、抗疲劳性能、耐摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能等等。
稀土元素的添加可以去除镁合金熔体中的杂质元素以及氧化性熔渣; 改变镁合金的微观组织，细化( α－ Mg 基体及( β－ Mg17Al12等第二相，形成稀土合金相，有效降低( 相的电偶阴极效应［13，14］，扩大镁基体的钝化pH 值范围; 所形成多元稀土氧化膜可对镁合金起到保护作用。
依据1． 2 中所述，稀土元素可以显著细化镁合金晶粒，结合Hall －Petch 关系式［5］( 式1) ，多晶体的屈服强度与晶粒尺寸呈反比关系，晶粒尺寸的减小可提高合金的屈服强度，并且针对镁合金的密排六方金属结构具有比相对面心立方和体心立方晶体更为显著的影响效果。
利用稀土元素的细晶强化作用，可以同时改善镁合金的韧性与塑性，是稀土元素对镁合金的重要强化方式。
σy = σi + ky槡D( 1)式中: σ为位错在基体金属中的运动阻力，ky为晶体类型有关的常数，D 为晶粒平均直径。
同时，稀土元素在熔炼过程中通过固溶强化、弥散强化以及时效沉淀强化作用，形成对合金性能有益的金属间化合物和析出沉淀相，实现晶界的净化与晶界强度的增加; 宏观角度表现为稀土元素的加入可以在镁合金表面形成致密的腐蚀产物膜以限制镁合金的腐蚀( Fe、Ni、O 及S 元素等对合金组织结构的影响) 、较少合金气孔与裂纹以加强耐磨及抗疲劳性能( 降低组织疏松及氧化作用) ，从而对合金所受破坏效应进行抑制，提高镁合金的使用性能。
2.稀土元素增强镁合金的抗高温蠕变性能2.1镁合金的高温蠕变机理蠕变是指材料在较高温度和恒定载荷作用下缓慢塑性变形的过程，蠕变温度通常在０．５Ｔｍ（金属的熔点）以上。
与常规塑性变形相比，蠕变的主要特征有：所有固体材料都能发生蠕变，其机制取决于应力和温度，并且蠕变是能量驱动的过程，过程中系统能量降低［6］。
在微观机制上，蠕变过程与常温拉伸过程相比，不仅滑移系增加而且还出现晶界滑移。
一般来说，镁合金大多属于六方结构，只有３个独立滑移系。
根据ｖｏｎＭｉｓｅｓ屈服准则，若多晶体材料发生塑性变形并在晶界上仍保持完整，则每个晶粒必须至少有５个独立滑移系，因而常温下镁合金的塑性变形能力较差。
但在高温蠕变过程中存在晶界滑移，这将至少提供另外２个有效滑移系，此时满足ＶｏｎＭｉｓｅｓ准则。
因此，镁合金易发生高温蠕变［６］。
表１镁合金中常见含稀土的析出相及其熔点镁合金的蠕变机制主要有扩散机制（Ｃｏｂｌｅ机制或Ｎａｂａｒｒｏ－Ｈｅｒｒｉｎｇ机制）、晶界滑移机制ＧＢＳ（Ｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｓｌｉｄｉｎｇ）和位错机制。
目前镁合金蠕变机理的研究大都基于公式Ｐｏｗｅｒ－ｌａｗ的讨论，公式中应力指数ｎ表征合金的蠕变机制［７］，因此计算得到的ｎ值可以用来判别其相应的蠕变机制。
Ｐｏｗｅｒ－ｌａｗ［８，９］公式为：ε＝Ａσｎｅｘｐ［－Ｑ／ＲＴ］式中：Ｔ为温度，Ｒ为气体常数，Ｑ为蠕变激活能，ｎ为应力指数，σ为应力，Ａ为与材料有关的常数，ε为稳态蠕变速率。
当应力过大或是过小时，稳态蠕变速率与应力之间不再遵循指数关系，而是符合幂指关系，此时的应力指数ｎ≈１～２；当ｎ＝３～６时，蠕变可以认为是位错蠕变机制；ｎ＝３时主要是为位错粘滞运动机制；ｎ＝４～６时，改为位错攀移机制；而当ｎ＞７时，通常认为Ｐｏｗｅｒ－ｌａｗ公式失效，其失效原因众多学者一直在研究，但目前还没有一个公认的解释。
需要强调，国外学者ＡＬｕｏ［９］研究了各种Ｍｇ－Ａｌ基镁合金的蠕变，他认为当ｎ＜４时蠕变受晶界滑移控制，当ｎ＞４时蠕变则受位错攀移机制控制。
在镁合金中，加入稀土Ｙ元素可以显著细化晶粒，改善显微组织，从而提高合金在高温下的强度和塑形，增强抗蠕变性能。
上海交通大学的研究者发现，在ＡＭ５０合金中加入微量Ｙ元素，能有效细化合金基体晶粒，提高室温及高温（１５０℃）条件下的抗拉强度及屈服强度，从而改善ＡＭ５０镁合金的抗蠕变性能［7］。
黄晓锋在研究Ｙ元素对Ｍｇ－９Ａｌ－１Ｓｉ合金蠕变抗力和微观组织的影时发现：该合金中主要强化相Ｍｇ２Ｓｉ原本呈粗大的汉字状，分布在晶界周围，在受到应力时，这种汉字状相与基体界面处易产生微裂纹，降低合金的抗拉强度、塑性等力学性能；但是在合金中加入微量Ｙ元素后，Ｍｇ２Ｓｉ强化相形貌由粗大汉字状转变为细小、弥散分布的颗粒状，组织得到明显改善，合金的室温和高温力学性能均有提高，这说明稀土Ｙ元素的加入明显改善了Ｍｇ－９Ａｌ－１Ｓｉ的抗蠕变性能［8］。
3.稀土镁合金中的长周期堆垛有序结构对镁合金性能的影响近几年，人们对稀土镁合金有了深入的研究，通过向Mg-ＲE( Gd，Y，Tb，Dy，Ho，Tm) 合金中加入Zn，Cu 或Ni 等元素，可形成长周期堆垛有序( long period stacking ordered，LPSO) 结构。
合理调整合金成分、熔炼温度和冷却条件，使溶质原子从统计随机分布状态过渡到规则排列状态，形成一种具有长周期有序结构的有序固溶体。
这种结构包括成分有序化和堆垛层错有序化［9］。
目前发现的有序相结构类型有5 种［10］: 6H，10H，14H，18Ｒ，24Ｒ。
主要发现于Mg-ＲE-Zn 系、Mg-ＲE-Cu系、Mg-ＲE-Ni 系镁合金中。
含有LPSO 相的合金经塑性变形后呈弥散状均匀分布在基体上，同时细化基体晶粒，极大地提高了合金的强韧性，展示出优异的室温和高温力学性能。
)4.总结与展望为了满足我国航空航天& 电子& 汽车& 通讯等领域的需要$ 发挥我国稀土大国的优势$ 应从追求高强& 耐热& 耐蚀等高性能的原则出发$ 充分发挥稀土的潜能&开发新型耐热稀土镁合金和相应的生产工艺%高强度高韧性镁合金的设计和开发已经成为当前乃至未来的一个重要研究发展方向% 寻找有效的强韧化相& 强韧化结构及其控制手段是研究开发高强度高韧性镁合金的关键性基础问题$ 需要综合研究在平衡和非平衡态下的合金成分& 微观结构及晶体缺陷与析出相之间的交互作用机理$ 从而探索镁合金强韧化途径与控制手段$ 为研究开发高强度高韧性镁合金提供有效的理论指导% 具体工作如下' 1.进一步研究稀土元素对镁合金的强韧化& 耐腐蚀和抗蠕变的作用机制#2.优化稀土镁合金系$ 研究多组元稀土元素对镁合金的复合强韧化作用$ 开发高强韧稀土镁合金系#3.采用先进的合金制备工艺$ 通过改变压铸& 快速凝固& 深度塑性变形工艺以及形变热处理等手段$ 进一步提高稀土镁合金的性能#4.降低成本$ 研究微合金化元素对稀土镁合金的作用$ 用微合金化元素替代部分稀土元素$ 开发低成本高性能稀土镁合金成为当前的研究重点。
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