稀土镁合金的发展_应用及开发
稀土镁合金的研发及应用现状
四、未来发展趋势
1、新材料研发：随着科技的发展，未来将会有更多新型的稀土镁合金问世。 通过改进合金成分和制备工艺，进一步提高稀土镁合金的性能，满足不同领域的 需求。
2、环保与可持续发展：在环保和可持续发展的背景下，研发环保型的稀土 镁合金及其回收再利用技术将成为未来的重要方向。这将有助于减少对环境的负 面影响，并促进稀土资源的可持续利用。
三、稀土镁合金的应用现状
1、航空航天领域：由于稀土镁合金具有优良的轻量化和抗腐蚀性能，因此 在航空航天领域的应用尤为广泛。例如，飞机机身、起落架、发动机部件等都使 用了稀土镁合金。
2、汽车领域：汽车工业是稀土镁合金的重要应用领域。镁合金可以大幅度 减轻车身重量，提高燃油效率，降低碳排放。在汽车零部件如发动机罩、车门、 座椅骨架等方面都有广泛应用。
英美青春剧往往以校园生活为背景，年轻人的成长、友情和爱情。情节通常 围绕主角们的学校生活、家庭关系以及情感经历展开。这些剧集往往给观众留下 深刻的印象，其主要特点如下：
1、情节曲折：英美青春剧的情节设置往往更加曲折，人物关系也更为复杂。 主角们通常会经历一系列的挫折和磨难，例如与朋友之间的矛盾、考试失败、失 恋等。这些情节让观众感同身受，也使得剧情更具吸引力。
通常采用化学合成、物理沉积、热解等方法制备稀土发光材料。而在应用领 域方面，稀土发光材料已广泛应用于显示、照明、医疗等多个领域。
应用进展
1、显示技术：稀土发光材料在显示技术领域的应用进展主要体现在发展新 型的稀土发光显示器。目前，基于稀土发光材料的显示器具有高亮度、高对比度、 宽色域等优点，已成为新一代显示技术的重要发展方向。
3、跨领域合作：未来稀土镁合金的发展将需要多学科交叉合作，包括材料 科学、工程学、物理学、化学等。通过跨领域合作，可以促进稀土镁合金技术的 创新和进步，进一步拓宽其应用领域。
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。
稀土复合镁合金的开发与应用进展
镁合 金 具有 密度 小 、 比强 度和 比 刚度 高 、 弹性模量 大、 热性 、 导 抗磁性 、 消震性 和切 削 加工性 好 等特 点 ， 受 承
冲 击载 荷 能力 比铝 合金 大 ， 有机 物 耐
和碱 的腐蚀 性 能好 。 是 镁合 金 的强 但 度 不高 ， 别是高 温性能较差 。 特 而稀 土
半 固态 触变 压铸 技术 、 固态射 铸 技 半 术 等 。 空压铸 是 在压 铸过 程 中消 除 真
程 中加 入稀 土 ， 够大 幅度 提 高镁 合 能
金制造 零件可 以更薄更轻 。 因此 ， 发 开
灏 和 ｉＩ 脞 ＮＯ ． ０１ ｌ产 ｌ ｌ ３２ １
变形镁合金 的成型技术和应用 领域具 有很大 的实 际意义。 Байду номын сангаас
稀土复合镁合金的 开发与应用进展
■ 文 ／ 多仁 汪
中 国石 油 吉林 石 化 公 司
稀 土被 认为 是新光磁 源、 能源 、 新 新材 料 的宝 库 ， 同时 也是 改造 传 统产 品的“ 维生 素” 是 ２ 世纪 的新材料 。 ， １ 镁 是常 用金 属结 构材 料 中最 轻 的一 种 ， 熔点６ １ ，０ ５ ℃ ２ ℃的密度 １７ ｇ Ｃ ｏ ．４ ／ ｍ３镁 的化学 活 性很 强 ， 温下 镁在 干燥 空 常
土等元 素 构成 的合 金称 为 镁合 金 ， 与
纯 镁 相 比 ， 合 金性 能 更 为 优 良 ， 很 镁 是 好的构件材料 。
镁合 金液 以高速 的紊 流呈弥散状态 充
填压 铸型腔 ， 使腔 内气体无法 排 除， 易 形 成高 压微 孔 或溶 在合 金 内 ， 些 气 这 孔在 高温下会析 出或膨胀 导致铸件 变 形 或表面鼓包 。 因此 ， 用传 统压铸方 法 生产 的镁合金压 铸件不 能进行热处 理
稀土复合镁合金的开发与应用进展
挤压 铸 造 生产 镁合 金 ， 采用 低
的充型速度 和最小 的扰动使金属
液在 高 压 下凝 固 ， 够获 得 可热 处 能
在 合金 内 ， 些 气孑 在 高 温下 会析 这 Ｌ 出或 膨 胀 导 致 铸 件 变 形 或 表 面 鼓 包 。因此 ， 传 统压 铸 方法 生 产 的 用 镁 合 金 压 铸 件 不 能 进 行 热 处 理 强 化 ， 不能在较 高的温度下使用 。 也
塑性成形 、 冲压等方式进行加工 。
镁 合金 在 室 温下 塑 性 很低 ， 轧 制 加 工 比较 困难 ， 因此通 常使 用 热 轧 与 温 轧 。轧 制 的 镁 合 金 薄板 用
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 。
际 意义 。 二 、 合金 的加 工 镁
合金的组织和微观结构 ， 提高镁合
金 的室 温 及 高温 力 学性 能 ， 强 镁 增
高 合金 的起燃 温 度 ， 利于合 金 的 有
熔铸 ， 提高合金的铸造性能。稀土 元素与镁或合金化元 素生成熔 点 高、 热稳 定性好 的第二相化合 物 ， 这些化合物在高温下不宜长大 变
体 无法 排 除 ， 易形 成 高 压微 孑 或熔 Ｌ
密 度 高 、 械 性 能 好 、 蚀 能 力 机 耐 强 。 高度 自动 化 的 镁 合 金 半 态 射 铸 成形 机 及 其 生 产 线 在 业 发 达 国家发 展 很快 ， 成 为 生产 镁 合 将
金 铸件 的主流 。
但 在 潮湿 空 气 中或 温度 高 于 ３ ０ ５ ％
镁 合 金具 有 密 度小 、 比强 度 和
比刚度 高 、 弹性模 量 大 、 热性 、 导 抗 磁 性 、 震性 和切是
稀土元素在镁合金中的作用及其应用(1)
稀土元素在镁合金中的作用及其应用(1).txt爱情是艺术，结婚是技术，离婚是算术。
这年头女孩们都在争做小“腰”精，谁还稀罕小“腹”婆呀？高职不如高薪，高薪不如高寿，高寿不如高兴。
稀土元素在镁合金中的作用及其应用..张景怀1, 2 , 唐定骧1 , 张洪杰1 , 王立民1 , 王.. 军1 , 孟.. 健1*( 1. 中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室, 吉林长春130022; 2. 中国科学院研究生院, 北京100039)摘要: 综述了稀土元素在镁合金中的主要作用和效果, 从冶金物理化学角度对稀土元素在镁合金中的作用行为进行了初步分析。
结合中国科学院长春应用化学研究所的初步研究成果介绍了含稀土镁合金Mg..Zn..RE, Mg..Al..RE, Mg..RE 等系列的性能及其应用, 展示了含稀土镁合金的优良综合性能, 特别是高强、高韧、耐热和抗蠕变性能、耐腐蚀性能, 稀土镁合金将成为研制高性能镁合金的重要方向。
关键词: 镁合金; 力学性能; 耐热性; 稀土中图分类号: TG146. 2; O614. 33.. .. 文献标识码: A.. .. 文章编号: 0258- 7076( 2008) 05- 0659- 09.. .. 镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料,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、产品优势得到充分发挥, 镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。
面临国际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。
然而目前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[ 1~ 5] 。
稀土元素由于具有独特的核外电子结构, 作为一种重要的合金化元素, 在冶金、材料领域起着独特的作用, 例如净化合金熔体、细化合金组织、提高合金力学性能和耐腐蚀性能等。
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%。
2023年稀土镁合金行业市场前景分析
2023年稀土镁合金行业市场前景分析稀土镁合金是一种新型的结构材料，具有轻、强、耐腐蚀等优点，在国防工业、航空航天、汽车工业等领域有广泛的应用前景。
以下分析稀土镁合金行业市场前景。
一、行业背景分析稀土镁合金是一种以镁为基础金属的合金，其中加入了少量稀土元素，主要用于轻量化材料的制造。
近年来，随着节能减排的要求日益提高，稀土镁合金逐渐成为一种重要的替代物。
同时，稀土镁合金也因其优异的性能，在各个领域得到了广泛的应用，如航空航天工业、汽车工业、石油化工等。
二、市场规模分析稀土镁合金市场规模由于是一种新兴材料，目前规模相对较小。
但随着相关领域的不断开发和应用，稀土镁合金的市场规模也在迅速增长。
据相关调研数据显示，稀土镁合金市场规模预计在未来几年内将会达到数十亿的规模。
三、市场应用前景分析1. 航空和航天工业稀土镁合金具有重量轻、强度高、耐热性能等优势，因此受到了航空和航天工业的广泛关注。
在航空航天工业中，稀土镁合金主要用于制造飞机、火箭等发动机零部件，能够大幅度降低发动机重量，提高能源利用效率，使航空航天器飞行的升力更强、油耗更低。
2. 汽车工业随着国家对汽车工业的要求不断提高，节能减排成为了一个重要的方向。
稀土镁合金因其轻量化、强度高、耐腐蚀等特性，使其成为了汽车工业中的重要材料。
在汽车工业中，稀土镁合金主要用于制造发动机、变速器、制动系统等零部件，能够大幅度降低汽车自重，提高能耗效率，降低环境污染。
3. 其他领域稀土镁合金由于其优异的性能，也在其他领域得到了广泛的应用，如石油化工、电子、仪表等。
例如，在石油化工领域，稀土镁合金主要用于制造管道、储罐等设备，能够提高设备耐腐蚀性能，减少设备故障。
四、技术创新分析技术创新是推动稀土镁合金市场发展的重要因素。
在国内，稀土镁合金技术研发相对落后，但随着国家对材料技术的不断引导和政策扶持，稀土镁合金技术研发和创新也在逐渐加快。
例如，国内多家科研机构正在研究和开发新的稀土镁合金材料，力求提高其性能，推动其在各行业应用的广泛化。
2024年稀土镁合金市场发展现状
2024年稀土镁合金市场发展现状简介稀土镁合金是由稀土和镁两种元素组成的合金材料。
稀土元素的加入可以显著改变镁合金的性能，使其具有良好的强度、耐腐蚀性能和耐磨性能，因此在许多领域都有广泛的应用。
本文将对稀土镁合金市场的发展现状进行分析。
行业概述稀土镁合金在汽车、航天、航空、电子等众多领域有着广泛的应用。
随着现代工业的发展和对轻量化材料需求的增加，稀土镁合金市场在全球范围内呈现出快速增长的趋势。
市场规模稀土镁合金市场在过去几年里保持稳步增长。
根据市场调研数据，2019年全球稀土镁合金市场规模达到X亿美元，并预计未来几年内会保持较高的增长速度。
稀土镁合金的需求主要来自汽车制造业、航空和航天业以及电子行业。
市场应用汽车行业稀土镁合金在汽车行业中的应用十分广泛。
由于其具有轻量化、高强度和良好的耐腐蚀性能，稀土镁合金可以用于制造汽车结构件、发动机零部件、车轮等。
此外，稀土镁合金还被用于制造电池壳体和电控系统，以支持新能源汽车的发展。
航空和航天业高强度、低密度是稀土镁合金在航空和航天领域的主要应用优势。
稀土镁合金可以用于制造航空发动机叶片、飞机座椅框架、导弹结构件等。
这些应用可以大大减轻飞行器的重量，提高综合性能。
电子行业稀土镁合金在电子行业中主要应用于制造手机壳体、笔记本电脑外壳和其他电子产品外壳。
稀土镁合金具有较高的强度和优良的导热性能，可以对电子产品进行有效的散热，提高产品的稳定性和使用寿命。
市场前景稀土镁合金市场的前景广阔。
随着节能减排和轻量化的需求增加，稀土镁合金作为一种新型材料有着广泛的应用前景。
特别是在汽车、航空和航天等领域，稀土镁合金的应用潜力巨大。
未来几年内，稀土镁合金市场将继续保持较高的增长速度。
结论综上所述，稀土镁合金市场在全球范围内呈现出快速增长的趋势。
其在汽车、航空和航天、电子等领域的应用越来越广泛。
随着现代工业的发展和轻量化材料需求的增加，稀土镁合金市场有着广阔的前景。
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第34卷第3期2006年9月稀有金属与硬质合金Rare Metals and Cemented CarbidesVol.34 №.3Sep. 2006・专题论述・稀土镁合金的发展、应用及开发余强国,翁国庆(湖南稀土金属材料研究院,湖南长沙410014) 摘 要:叙述了国内外稀土镁合金的发展状况,对稀土镁合金的性能及应用作了较为详细的阐述。
在对稀土镁中间合金的制备工艺进行比较的基础上,针对性地介绍了目前采用的新工艺。
同时,就我国稀土镁合金的发展提出了具体看法。
关键词:稀土镁合金;发展;应用;制备 中图分类号:TF845 文献标识码:A 文章编号:1004Ο0536(2006)03Ο0036Ο03Develop ment and Application of R E Mg AlloyYU QiangΟguo,WEN G GuoΟqing(Hunan Research Instit ute of RE Metallic Materials,Changsha410014,China)Abstract:Description is made of t he present develop ment of RE Mg alloy bot h at home and abroad.The p roperty and applications of t he said alloy are detailed.Based on t he comparison of p rocesses for prepara2 tion of RE Mg master alloy,t he currentlyΟapplicable new p rocess is int roduced.Meanwhile,some comment s are made on t he f ut ure develop ment of t he RE Mg alloy in China.K eyw ords:RE Mg alloy;develop ment;application;p reparation1 前 言镁合金密度小、比强度和比刚度高、阻尼性及切削加工性好,有较强耐碱、耐油腐蚀性能和较好的电磁屏蔽性能,因而得到越来越广泛的应用。
另一方面,稀土元素具有净化合金溶液,改善合金的铸造性能,细化和变质合金组织,提高合金的力学性能及抗氧化和抗蠕变性能等作用。
在镁合金领域,稀土优异的净化、强化作用不断为人们所认识和掌握,并已开发出一系列具有高强、耐热、耐蚀等性能的含稀土镁合金。
由于稀土元素的合金化,使镁合金的强度提高了1～2.5倍,极限工作温度提高到350℃,且铸造性能、耐蚀性能均有大幅提高,大大拓展了镁合金的应用领域。
2 稀土镁合金的发展稀土镁合金的研制可追溯到20世纪的20年代,当时德国进行了MgΟMM(MM为混合稀土代号,下同)的开发工作,并在DMWΟ801D型飞机发动机上使用了MgΟ6MMΟ11.7Mn合金锻件。
与此同时,英国也进行了混合稀土的应用研究工作,于二次世界大战期间,在飞机叶片锻件中使用了MgΟ3MMΟ0.5MnΟ0.5Ca合金。
但这种MgΟMMΟMn合金存在铸态组织晶粒粗化的缺陷,从而影响了其商业应用。
1937年,德国学者Sauerwald首次进行了Zr 有效细化MgΟThΟZr合金晶粒的工作,对镁合金的研制作出了杰出贡献。
Murp hy和Payne(于1946年)的工作也发现MM和Zr可同时加入镁中,且Zr 对镁仍具有细化晶粒的作用,从而解决了稀土镁合金的工艺问题,使其在商用领域得到了发展。
20世纪60年代初,美国在铸造镁合金中发展收稿日期:2006Ο04Ο30作者简介:余强国(1966Ο),男,在读博士,高级工程师,从事稀土冶金研究工作,现任湖南稀土金属材料研究院副院长。
第3期余强国,等:稀土镁合金的发展、应用及开发了E K、EZ、Q E、ZE等系列产品,后来又发展了耐热高强WE型镁合金及E K、ZK、ZE系列的变形镁合金。
前苏联在稀土镁合金方面进行了许多理论与应用研究,一直处于领先地位。
于20世纪70年代,在铸造镁合金中发展了Mл9、Mл10、Mл11、Mл15、Mл17、Mл19系列产品以及阻尼材料MUN(MgΟ0.15ZnΟ5.5ZrΟ0.58CΟ0.04Y),在变形镁合金中发展了MA8、MA11、MA12、MA15、MA19、MA20以及导声材料MA17超轻材料MA18等。
考虑到成本因素,稀土镁合金中的稀土元素以混合稀土(富Nd、富Ce、富La、Y)形式加入。
随着稀土镁合金应用要求的不断扩大,开发研制了越来越多的单一或混合重稀土镁合金。
欧洲国家开发的MgΟ20%Gd、MgΟ20%Tb耐热镁合金,其抗拉强度在250℃为280～320M Pa,与WE系合金和铝合金相比又有了大幅度提高。
MgΟ10%Gd(或Dy)Ο3% NdΟZr合金,由于高温强度好,具有比AZ91D合金更好的耐蚀性,已成为有希望应用于汽车发动机零件的新合金。
目前,正在积极开发的还有MgΟScΟMnΟZr和MgΟScΟMnΟGd(Tb)ΟZr合金。
日本紧随欧美步伐,相继仿制出与欧美最新研究成果大致相同的MC8(EZ33A)、MC9(Q E22A)、MC10 (ZE41A)等镁稀土合金,同时积极研制汽车工业用稀土镁合金。
1999年开发出超高强度的IM MgΟY 系变形镁合金材料,以及可以冷压加工的合金板材。
2001年开发出晶粒尺寸为100～200nm的高强镁合金MgΟ2%YΟ1%Zn(即Y和Zn的原子分数分别为2%和1%),其强度为超级铝合金的3倍,并具有超塑性、高耐热性和高耐蚀性[1]。
近年,我国的稀土镁合金也有了很大发展,在铸造镁合金中开发了ZM2、ZM3、ZM4、ZM6以及ZM8等系列产品,在变形镁合金中开发了MB8、MB22、MB25以及在MB25基础上用富Y混合稀土代替高品位Y的MB26。
东北轻合金加工厂研制开发成功的含Nd、含Gd代号为122和127合金的两种耐热高强稀土变形镁合金,其室温强度比MA13和HM21要高得多,且300℃下的高温强度与MA13、HM21相当,已在国防军工上获得广泛应用[2]。
目前,上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心开发出阻燃效果和力学性能良好的轿车用阻燃镁合金。
湖南大学、中南大学等采用快速凝固粉末冶金、高挤压比及等通道角挤(ECA E)等方法使镁合金晶粒高度细化,从而开发出具有高强度、高塑性甚至超塑性的高强、高韧镁合金如MgΟ(5～8) Al-(1～2)ZnΟ(0.5～2)M(M=Pr、Nd、Ce、Y)。
快速凝固镁合金因其微观组织结构的均匀化和弥散沉淀相的形成,提高了合金的抗腐蚀能力,如快速凝固MgΟ5AlΟ2ZnΟ2Y合金是已知镁合金中抗腐蚀性能最高的合金[3]。
同时高性能的含Sc镁合金也正在积极开发之中。
3 稀土镁中间合金的制备在各种稀土镁合金的制备中,考虑到稀土元素熔点高、活性大的特点,故应以中间合金的形式加入。
目前,生产的稀土镁中间合金有MgΟMM、MgΟCe、MgΟLa、MgΟNd、MgΟY、MgΟSc。
高价位曾限制了稀土镁合金在我国民用工业中的应用,从而使其优良的综合性能难于在材料开发中得到充分发掘和体现。
随着我国稀土工业的发展,各种稀土氧化物的价格大为降低,而稀土镁合金的生产工艺成为影响其价格成本的主要因素。
国内传统的稀土镁合金生产工艺为直接采用稀土金属的对渗法,稀土烧损严重、收率低,且整个合金生产工艺存在重叠环节,故能耗和原材料消耗均较高,导致生产成本居高不下。
目前,国内外均在积极开发稀土镁中间合金的生产新工艺,归纳起来主要有熔盐电解法和熔融热还原法。
3.1 熔盐电解法熔盐电解法生产稀土镁合金生产工艺中所采用的熔盐,主要有氯盐体系和氟化物混合盐体系。
韩学印[4]研究采用氯化物熔融盐体系(KClΟCeCl3)电解共析法生产MgΟCe合金。
国外报道,采用NdCl3ΟKCl(CaCl2)体系电解共析法生产MgΟNd 合金,工艺简单,易于批量生产,有利于降低产品成本。
但由于氯盐易吸水形成氯氧化物,从而影响电流效率,情况严重时甚至使电解过程中断。
中科院长春应用化学所研究在氯化物熔融盐体系(KClΟNaCl、RECl3)中,采用下沉液态阴极电解法制备稀土镁中间合金,所需电解温度较低[5]。
北大西洋公约组织(NA TO)在民用项目开发中,将高性能MgΟNd合金作为开发重点,项目主要73稀 有 金 属 与 硬 质 合 金第34卷采用(NdF 3ΟLi F )ΟNd 2O 3混合盐体系,电解共析法生产Mg ΟNd 合金,产品质量较好。
3.2 熔融热还原法湖南稀土金属材料研究院多年来一直从事稀土合金的开发和生产工作,先后开发出多种稀土镁中间合金,如Mg ΟY 、Mg ΟSc 、Mg ΟNd 。
由于稀土元素有“轻重”之分,性能各异,故所采用的工艺也有区别。
制备Mg ΟSc 合金主要采用镁热还原法,采用的熔盐主要为Sc 2O 3ΟNa (K )Cl (加特别熔剂),还原剂为Mg ,所制备产品成分中Sc 含量可控制在2%～5%,产品收率高,质量稳定。
Mg ΟY 合金的生产主要采用YF 3ΟCaCl 2熔盐体系,还原剂为Ca 、Mg ,但生产的合金需要采用特别熔盐进行净化,产品成分中Y ≥30%。
目前,该院正在积极开发的稀土氯化物镁热还原法生产稀土镁中间合金的工艺,有利于实现大规模生产,其基本工艺流程如附图所示。
附图 镁热还原生产稀土镁中间合金工艺流程4 稀土镁合金的应用稀土镁合金的应用性能优势,主要体现在高温和高强度方面。
在我国,高性能的稀土镁合金以前主要应用于航空航天、导弹等军工领域,但随着社会经济发展,现在军工和民用领域均有了较大拓展。
4.1 军工领域方面在军工方面,以稀土金属钕为主要添加元素的ZM6铸造镁合金已用于直升机减速机匣、歼击机翼肋及30kW 发电机的转子引线压板等重要零件。
中航与有色金属总公司联合研制的稀土高强镁合金BM25已代替部分中强铝合金,在歼击机上获得应用。
4.2 民用开发方面民用开发方面,在交通工具上广泛使用镁合金,一直是材料科学家们努力的方向。
而稀土镁合金的应用使产品的开发范围大大拓宽。
Drit s 等开发的一系列耐热高强WE 型镁合金,因具有良好的力学性能已广泛应用于赛车及航空飞行器的变速箱壳体,并可在汽车发动机箱体、变速箱壳、舵杆件、气缸盖、支撑柱等部件中得到使用。
稀土镁合金Mg ΟBe ΟRE (含BeO 1%～0.8%,RE 4%～1.5%),其着火点可提高250℃,且力学性能与AZ91D 相当,是一种很实用的阻燃镁合金,在煤炭矿井、天然气及容易燃烧物质接触的部件中可获得广泛应用[2]。