描述
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簡介
稀土鎂鐵合金是指硅鐵中加入鈣、鎂和稀土配制的合金， 亦稱鎂合金球化劑， 在球墨鑄鐵的生產(chǎn)中是作為球化劑加入的， 使片狀石墨變?yōu)榍驙钍?能顯著提高鑄鐵強度， 同時具有除氣、脫硫、脫氧的作用。在冶金及鑄造行業(yè)中的用途日益增大。其中鎂是主要的球化元素， 對石墨的球化效果有直接的影響。
作用
- 熔體凈化
稀土元素在鎂合金熔體中具有除氫、除氧、除硫、除鐵、除夾雜物的作用， 達(dá)到除氣精煉、凈化熔體的效果。
- ?熔體保護
鎂合金在熔煉過程中極易氧化燃燒， 工業(yè)生產(chǎn)鎂合金一般采用熔劑覆蓋或氣體保護法熔煉， 但都存在不少缺點， 如果能夠提高鎂合金熔體自身的起燃溫度則有可能實現(xiàn)鎂合金大氣下直接熔煉， 這對鎂合金的進一步推廣應(yīng)用意義重大。稀土是鎂合金熔體的表面活性元素， 能夠在熔體表面形成致密的復(fù)合氧化物膜， 有效阻止熔體和大氣的接觸， 大大提高鎂合金熔體起燃溫度。
- 細(xì)晶強化
稀土元素在固液界面前沿富集引起成分過冷， 過冷區(qū)形成新的形核帶而形成細(xì)等軸晶， 此外稀土的富集使其起到阻礙α-Mg晶粒長大的作用， 進一步促進了晶粒的細(xì)化。根據(jù)Hall2Petch 公式， 合金的強度隨晶粒尺寸的細(xì)化而增加， 并且相對體心立方和面心立方晶體而言， 晶粒尺寸對密排六方金屬強度影響更大， 因此鎂合金晶粒細(xì)化產(chǎn)生的強化效果極為顯著。
- 固溶強化
大部分稀土元素在鎂中具有較高的固溶度， 當(dāng)稀土元素固溶于鎂基體時，由于稀土元素與鎂的原子半徑和彈性模量的差異，使鎂基體產(chǎn)生點陣畸變。由此產(chǎn)生的應(yīng)力將阻礙位錯運動，從而使鎂基體得到強化。稀土元素固溶強化的作用主要是減慢原子擴散速率， 阻礙位錯運動， 從而強化基體， 提高合金的強度和高溫蠕變性能。
- 彌散強化
稀土與鎂或其他合金化元素在合金凝固過程中形成穩(wěn)定的金屬間化合物，這些含稀土的金屬間化合物一般具有高熔點、高熱穩(wěn)定性等特點， 它們呈細(xì)小化合物粒子彌散分布于晶界和晶內(nèi)， 在高溫下可以釘扎晶界， 抑制晶界滑移， 同時阻礙位錯運動， 強化合金基體。
- 時效沉淀強化
稀土元素在鎂中所具有的較高固溶度隨溫度降低而降低， 當(dāng)處于高溫下的單相固溶體快速冷卻時， 形成不穩(wěn)定的過飽和固溶體， 經(jīng)過長時間的時效， 則形成細(xì)小而彌散的析出沉淀相。析出相與位錯之間交互作用， 提高合金的強度。
