La aleación de magnesio tiene las características de peso ligero, alta rigidez específica, alta amortiguación, reducción de vibraciones y ruido, resistencia a la radiación electromagnética, ausencia de contaminación durante el procesamiento y reciclaje, etc., y los recursos de magnesio son abundantes, lo que puede utilizarse para el desarrollo sostenible. Por lo tanto, la aleación de magnesio se conoce como "material estructural ligero y ecológico en el siglo XXI". Revela que en la marea de peso ligero, ahorro de energía y reducción de emisiones en la industria manufacturera del siglo XXI, la tendencia de que las aleaciones de magnesio desempeñarán un papel más importante también indica que la estructura industrial de los materiales metálicos globales, incluida China, cambiará. Sin embargo, las aleaciones tradicionales de magnesio tienen algunas debilidades, como fácil oxidación y combustión, falta de resistencia a la corrosión, poca resistencia a la fluencia a altas temperaturas y baja resistencia a altas temperaturas.
La teoría y la práctica muestran que las tierras raras son el elemento de aleación más eficaz, práctico y prometedor para superar estas debilidades. Por lo tanto, es de gran importancia aprovechar los abundantes recursos de magnesio y tierras raras de China, desarrollarlos y utilizarlos científicamente y desarrollar una serie de aleaciones de magnesio de tierras raras con características chinas, y convertir las ventajas de los recursos en ventajas tecnológicas y económicas.
Practicar el concepto de desarrollo científico, tomar el camino del desarrollo sostenible, practicar el nuevo camino de industrialización que ahorre recursos y sea respetuoso con el medio ambiente, y proporcione materiales de soporte de aleaciones de magnesio de tierras raras ligeros, avanzados y de bajo costo para la aviación, la industria aeroespacial y el transporte, "Tres Las industrias C" y todas las industrias manufactureras se han convertido en los puntos calientes y las tareas clave del país, la industria y muchos investigadores. Se espera que la aleación de magnesio de tierras raras con rendimiento avanzado y bajo precio se convierta en el punto de avance y el poder de desarrollo para expandir la aplicación de aleación de magnesio.
En 1808, Humphrey Davey fraccionó el mercurio y el magnesio de la amalgama por primera vez, y en 1852 Bunsen electrolizó el magnesio a partir de cloruro de magnesio por primera vez. Desde entonces, el magnesio y su aleación han estado en el escenario histórico como un nuevo material. El magnesio y sus aleaciones se desarrollaron a pasos agigantados durante la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, debido a la baja resistencia del magnesio puro, es difícil utilizarlo como material estructural para aplicaciones industriales. Uno de los principales métodos para mejorar la resistencia del magnesio metálico es la aleación, es decir, agregar otros tipos de elementos de aleación para mejorar la resistencia del magnesio metálico mediante solución sólida, precipitación, refinamiento de grano y fortalecimiento de la dispersión, para que pueda cumplir con los requisitos. de un entorno de trabajo determinado.
Es el principal elemento de aleación de la aleación de magnesio de tierras raras, y la mayoría de las aleaciones de magnesio resistentes al calor desarrolladas contienen elementos de tierras raras. La aleación de magnesio de tierras raras tiene las características de resistencia a altas temperaturas y alta resistencia. Sin embargo, en la investigación inicial sobre aleaciones de magnesio, las tierras raras solo se utilizan en materiales específicos debido a su alto precio. La aleación de magnesio de tierras raras se utiliza principalmente en los campos militar y aeroespacial. Sin embargo, con el desarrollo de la economía social, se plantean requisitos más altos para el rendimiento de la aleación de magnesio y, con la reducción del costo de las tierras raras, la aleación de magnesio de tierras raras se ha mejorado enormemente. Se expandió en campos militares y civiles como aeroespacial, misiles, automóviles, comunicaciones electrónicas, instrumentación, etc. En términos generales, el desarrollo de una aleación de magnesio de tierras raras se puede dividir en cuatro etapas:
La primera etapa: en la década de 1930, se descubrió que agregar elementos de tierras raras a la aleación de Mg-Al podría mejorar el rendimiento de la aleación a altas temperaturas.
La segunda etapa: en 1947, Sauerwarld descubrió que agregar Zr a la aleación de Mg-RE puede refinar eficazmente el grano de la aleación. Este descubrimiento resolvió el problema tecnológico de la aleación de magnesio de tierras raras y realmente sentó las bases para la investigación y aplicación de la aleación de magnesio de tierras raras resistente al calor.
La tercera etapa: en 1979, Drits y otros descubrieron que agregar Y tenía un efecto muy beneficioso sobre la aleación de magnesio, lo que fue otro descubrimiento importante en el desarrollo de una aleación de magnesio de tierras raras resistente al calor. Sobre esta base, se desarrolló una serie de aleaciones tipo WE con resistencia al calor y alta resistencia. Entre ellos, la resistencia a la tracción, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la fluencia de la aleación WE54 son comparables a las de la aleación de aluminio fundido a temperatura ambiente y alta temperatura.
La cuarta etapa: se refiere principalmente a la exploración de aleaciones de Mg-HRE (tierras raras pesadas) desde la década de 1990 para obtener aleaciones de magnesio con un rendimiento superior y satisfacer las necesidades de los campos de alta tecnología. Para los elementos pesados de tierras raras, excepto Eu e Yb, la solubilidad sólida máxima en magnesio es de aproximadamente 10% ~ 28%, y el máximo puede alcanzar el 41%. En comparación con los elementos ligeros de tierras raras, los elementos pesados de tierras raras tienen una mayor solubilidad sólida. Además, la solubilidad sólida disminuye rápidamente con la disminución de la temperatura, lo que tiene buenos efectos de fortalecimiento de la solución sólida y fortalecimiento de la precipitación.
Existe un enorme mercado de aplicaciones para las aleaciones de magnesio, especialmente en un contexto de creciente escasez de recursos metálicos como hierro, aluminio y cobre en el mundo. Las ventajas de recursos y productos del magnesio se aprovecharán plenamente y las aleaciones de magnesio se convertirán en un material de ingeniería en rápido crecimiento. Ante el rápido desarrollo de materiales metálicos de magnesio en el mundo, China, como importante productor y exportador de recursos de magnesio, es particularmente importante llevar a cabo una investigación teórica en profundidad y el desarrollo de aplicaciones de aleaciones de magnesio. Sin embargo, en la actualidad, el bajo rendimiento de los productos de aleación de magnesio comunes, la escasa resistencia a la fluencia, la escasa resistencia al calor y la resistencia a la corrosión siguen siendo los obstáculos que restringen la aplicación a gran escala de la aleación de magnesio.
Los elementos de tierras raras tienen una estructura electrónica extranuclear única. Por lo tanto, como elemento de aleación importante, las tierras raras desempeñan un papel único en los campos de la metalurgia y los materiales, como la purificación de la fundición de aleaciones, el refinamiento de la estructura de la aleación, la mejora de las propiedades mecánicas de la aleación y la resistencia a la corrosión, etc. Como elementos de aleación o elementos de microaleación, las tierras raras Se han utilizado ampliamente en acero y aleaciones de metales no ferrosos. En el campo de las aleaciones de magnesio, especialmente en el campo de las aleaciones de magnesio resistentes al calor, la gente reconoce gradualmente las excelentes propiedades de purificación y fortalecimiento de las tierras raras. Las tierras raras se consideran el elemento de aleación con mayor valor de uso y mayor potencial de desarrollo en las aleaciones de magnesio resistentes al calor, y su función única no puede ser reemplazada por otros elementos de aleación.
En los últimos años, investigadores nacionales y extranjeros han llevado a cabo una amplia cooperación, utilizando recursos de magnesio y tierras raras para estudiar sistemáticamente aleaciones de magnesio que contienen tierras raras. Al mismo tiempo, el Instituto de Química Aplicada de Changchun de la Academia de Ciencias de China se compromete a explorar y desarrollar nuevas aleaciones de magnesio de tierras raras con bajo costo y alto rendimiento, y ha logrado ciertos resultados. Promover el desarrollo y la utilización de materiales de aleaciones de magnesio de tierras raras. .
Hora de publicación: 04-mar-2022