RE對鎂合金作用

稀土對有色金屬材料的有益影響在鎂合金中是最為明顯的。不僅構成了Mg-RE系,而且對Mg-Al, Mg-Zn等合金系均有著十分顯著的影響,其主要作用有如下幾方面:

(1)細化晶粒
適當含量的稀土,可以細化鎂合金及鎂合金晶粒。首先是細化鑄造組織的晶粒,稀土元素細化鎂合金鑄造組織的機理不是異質形核的作用,余琨,黎文獻的研究工作指出,稀土元素對鎂及鎂合金晶粒細化的機理是結晶前沿過冷度的增大。其次是在熱加工過程和退火過程中阻礙再結晶和晶粒長大。

(2)淨化熔體
稀土元素與氧的親和力大於鎂與氧的親和力,因此可與熔體中的MgO和其他氧化物反應生成稀土氧化物而沉澱,從而去除氧化夾雜。與熔體中的氫和水汽反應,生成氫化物或稀土氧化物,達到去氧的目的。同時還可與增加熔體的流動性和減少鑄件的縮松,提高緻密性。

(3)提高合金室溫強度
多數稀土元素在鎂中有較大的固溶度,並且隨溫度降低固溶度有明顯變化,因此稀土元素除固溶強化外,還是鎂合金有效的時效強化元素,一些稀土化合物還有彌撒強化作用。

(4)提高合金力學性能的熱穩定性
稀土元素是提高鎂合金耐熱性能的最有效的合金元素,能顯著地提高Mg合金高溫強度和高溫蠕變抗力,其原因是多方面的:稀土在鎂中擴散係數小,可減慢再結晶過程和提高再結晶溫度;增加時效效果和脫溶相的熱穩定性;高熔點的稀土化合物釘扎晶界,阻礙位錯運動,提高高溫蠕變抗力。

(5)提高合金耐蝕性能
由於淨化了熔體,減少雜質鐵等的有害影響,從而提高耐蝕性能。

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