Магнієвий сплав має такі характеристики, як легка вага, висока питома жорсткість, висока амортизація, зниження вібрації та шуму, стійкість до електромагнітного випромінювання, відсутність забруднення під час обробки та переробки тощо, а також багаті ресурси магнію, які можна використовувати для сталого розвитку. Тому магнієвий сплав відомий як «легкий і зелений конструкційний матеріал 21 століття». Він показує, що на хвилі легкої ваги, енергозбереження та скорочення викидів у обробній промисловості в 21 столітті тенденція до того, що магнієвий сплав відіграватиме більш важливу роль, також вказує на те, що промислова структура світових металевих матеріалів, включаючи Китай, зміниться. Однак традиційні магнієві сплави мають деякі слабкі сторони, такі як легке окислення та горіння, відсутність корозійної стійкості, низький опір повзучості при високій температурі та низька високотемпературна міцність.
Теорія та практика показують, що рідкоземельні метали є найбільш ефективним, практичним і перспективним легуючим елементом для подолання цих недоліків. Тому дуже важливо використовувати багаті ресурси магнію та рідкісноземельних елементів Китаю, розробляти та використовувати їх науково, а також розробити серію рідкоземельних магнієвих сплавів із китайськими характеристиками та перетворити переваги ресурсів у технологічні переваги та економічні переваги.
Практикуючи концепцію наукового розвитку, вибираючи шлях сталого розвитку, практикуючи ресурсозберігаючу та екологічно чисту нову індустріалізацію, а також пропонуючи легкі, передові та недорогі допоміжні матеріали з рідкоземельних магнієвих сплавів для авіації, аерокосмічної галузі, транспорту, "Три C" промисловості та всі виробничі галузі стали гарячими точками та ключовими завданнями країни, промисловості та багатьох дослідників. Очікується, що рідкоземельний магнієвий сплав із передовою продуктивністю та низькою ціною стане точкою прориву та потужністю розвитку для розширення застосування магнієвий сплав.
У 1808 році Гемфрі Дейві вперше фракціонував ртуть і магній з амальгами, а в 1852 році Бунзен вперше електролізував магній з хлориду магнію. Відтоді магній та його сплав вийшли на історичну сцену як новий матеріал. Магній і його сплави розвивалися семимильними кроками під час Другої світової війни. Однак через низьку міцність чистого магнію його важко використовувати як конструкційний матеріал для промислового застосування. Одним із основних методів підвищення міцності металевого магнію є легування, тобто додавання інших видів легуючих елементів для підвищення міцності металевого магнію через твердий розчин, осадження, подрібнення зерна та дисперсійне зміцнення, щоб він відповідав вимогам даного робочого середовища.
Це основний легуючий елемент рідкоземельного магнієвого сплаву, і більшість розроблених жаростійких магнієвих сплавів містять рідкоземельні елементи. Рідкоземельний магнієвий сплав має характеристики стійкості до високих температур і високої міцності. Однак у початкових дослідженнях магнієвого сплаву рідкісноземельні елементи використовуються лише в окремих матеріалах через їх високу ціну. Рідкоземельний магнієвий сплав в основному використовується у військовій та аерокосмічній галузях. Однак із розвитком соціальної економіки висуваються більш високі вимоги до продуктивності магнієвого сплаву, а зі зменшенням вартості рідкоземельних магнієвих сплавів значно зростає його вартість. розширено у військовій та цивільній галузях, таких як аерокосмічна промисловість, ракети, автомобілі, електронний зв’язок, приладобудування тощо. Загалом розробку рідкоземельного магнієвого сплаву можна розділити на чотири етапи:
Перший етап: у 1930-х роках було виявлено, що додавання рідкоземельних елементів до сплаву Mg-Al може покращити високотемпературні характеристики сплаву.
Другий етап: у 1947 році Sauerwarld виявив, що додавання Zr до сплаву Mg-RE може ефективно подрібнити зерно сплаву. Це відкриття вирішило технологічну проблему рідкоземельного магнієвого сплаву та дійсно заклало основу для дослідження та застосування жароміцного рідкоземельного магнієвого сплаву.
Третій етап: у 1979 році Дрітс та інші виявили, що додавання Y має дуже сприятливий вплив на магнієвий сплав, що стало ще одним важливим відкриттям у розробці термостійкого рідкоземельного магнієвого сплаву. На цій основі розроблено серію сплавів типу WE з жароміцністю і високою міцністю. Серед них міцність на розрив, втомна міцність і опір повзучості сплаву WE54 можна порівняти з показниками литого алюмінієвого сплаву при кімнатній і високій температурах.
Четвертий етап: це в основному стосується дослідження сплаву Mg-HRE (важкого рідкісноземельного металу) з 1990-х років з метою отримання магнієвого сплаву з чудовими характеристиками та задоволення потреб галузей високих технологій. Для важких рідкоземельних елементів, крім Eu та Yb, максимальна тверда розчинність у магнії становить близько 10% ~ 28%, а максимальна може досягати 41%. Порівняно з легкими рідкоземельними елементами, важкі рідкоземельні елементи мають вищу тверду розчинність. Крім того, тверда розчинність швидко зменшується зі зниженням температури, що добре впливає на зміцнення твердого розчину та зміцнення опадів.
Існує величезний ринок застосування для магнієвого сплаву, особливо на тлі дедалі більшого дефіциту металевих ресурсів, таких як залізо, алюміній і мідь у світі, ресурсні переваги та переваги продукту магнію будуть повністю використані, і магнієвий сплав стане швидко зростаючий інженерний матеріал. Зіткнувшись із швидким розвитком магнієвих металевих матеріалів у світі, Китаю, як великому виробнику та експортеру ресурсів магнію, особливо важливо проводити поглиблені теоретичні дослідження та розробку застосування магнієвого сплаву. Проте в даний час низький вихід звичайних продуктів із магнієвих сплавів, низька стійкість до повзучості, погана термостійкість і стійкість до корозії все ще залишаються вузькими місцями, які обмежують широкомасштабне застосування магнієвих сплавів.
Рідкоземельні елементи мають унікальну позаядерну електронну структуру. Тому, як важливий легуючий елемент, рідкоземельні елементи відіграють унікальну роль у металургії та матеріалах, таких як очищення розплаву сплаву, покращення структури сплаву, покращення механічних властивостей сплаву та корозійної стійкості тощо. Як легуючі елементи або мікролегуючі елементи, Рідкоземельні елементи знайшли широке застосування в сталі та сплавах кольорових металів. У галузі магнієвих сплавів, особливо в області термостійких магнієвих сплавів, люди поступово визнають видатні очищаючі та зміцнюючі властивості рідкісних земель. Рідкісноземельні елементи вважаються легуючим елементом з найбільшою цінністю та найбільшим потенціалом для розвитку в термостійкому магнієвому сплаві, і його унікальна роль не може бути замінена іншими легуючими елементами.
В останні роки дослідники в країні та за кордоном здійснили широку співпрацю, використовуючи ресурси магнію та рідкоземельних елементів для систематичного вивчення магнієвих сплавів, що містять рідкоземельні елементи. У той же час Інститут прикладної хімії Чанчунь Академії наук Китаю прагне досліджувати та розробляти нові рідкоземельні магнієві сплави з низькою вартістю та високою продуктивністю та досяг певних результатів. Сприяти розробці та використанню матеріалів із рідкоземельних магнієвих сплавів .
Час публікації: 04.03.2022