宜兰县稀土镁合金参数MB26镁合金

稀土镁合金在大型复杂主承力铸件的应用中面临一系列的挑战。，稀土镁合金具有较高的生产成本，由于稀土元素价格较高且加工难度大，导致合金的成本较高。其次，稀土镁合金的热加工性能较差，容易出现热裂纹和韧性下降等问题，使得加工过程困难重重。此外，稀土镁合金在高温和湿热环境中存在着较大的腐蚀问题，限制了其在特殊环境下的应用。

以稀土镁合金为研究对象，在大型航天舱体铸件砂型铸造慢速冷却的条件下，优化得到了具备低离异共晶相比例和较强时效强化作用的合金成分，有效解决了大型铸件因冷速慢、共晶相粗大造成的固溶态晶粒粗大、本体脆化的问题，实现了大型铸件的低成本。

镁是轻的金属结构材料之一，其密度分别比铝、钛和铁轻 33%、61% 和 77%。镁合金具有比强度和刚度高、阻尼性能好、电磁屏蔽性能优良、生物相容性和生物降解性等优点，被誉为21世纪绿色工程材料之一。随着航空、航天、汽车等行业对节能减排的要求不断提高，同时考虑到对材料性能的要求，镁及其合金在学术界和工业界都得到了广泛的研究. 然而，镁的密排六方 (HCP) 结构导致其在室温下的伸长率低且加工性能差。这些固有的特性地限制了它的应用范围。因此，当前的紧迫挑战是探索的制造工艺来制造具有改进的机械性能和复杂几何形状的镁合金。

Mg-Y-RE-Zr系列镁稀土合金具有密度低、耐热性好、抗蠕变性能优良等特点，被广泛用于航空发动机机匣、卫星支架等部件，在航空航天、交通运输等领域具有广阔的应用前景。采用铸造或者锻造等传统工艺制造镁稀土合金大型复杂构件时，制造周期较长、材料利用率低、易产生成形缺陷，限制了该系列合金在关键领域的进一步应用。

增材制造是一种利用激光或电弧等作为热源，通过熔化合金粉末或丝材，在程序控制下逐层堆积出金属零件的制造技术。当前，镁稀土合金增材制造的研究主要集中在激光粉末床熔化（LPBF）方面，由于LPBF的冷却速度极快，沉积层晶粒尺寸能低至数微米。但由于Y元素与氧较强的亲和性以及合金粉末较高的比表面积，LPBF制备的Mg-Y-RE合金中通常会存在严重的Y2O3夹杂，恶化了制件的力学性能。因此，亟需针对高活性Mg-Y-RE合金展开其他增材制造工艺的探索。

Mg-Y-RE-Zr合金在电弧熔丝增材制造过程中的组织演变机制。实验结果表明，随着沉积高度的不断提高，沉积层的冷却速度逐渐降低，导致了沉积层晶粒尺寸沿高度方向逐渐粗化。此外，电弧加热导致的多重热循环会对已沉积层形成“原位固溶”和“原位时效”的效果。沉积层底部的共晶组织在多重热循环的作用下发生溶解，随后稀土元素又在多重热循环的作用下下沉淀析出，在晶界和晶内形成了弥散分布的β’和β1相。沉积层组织主要由粗大的α-Mg枝晶和连续粗大的共晶组织组成，并未发现稀土沉淀相的存在。

在我国，的稀土镁合金以前主应用于航空航天、导弹等领域，近年来，镁合金及镁基复合材料已逐步在武器和弹药上得到成功应用，发展十分迅速。国外镁合金在武器上应用的典型实例：

(1)美军正在研制的 21 世纪士兵武器——理想的单兵综合作战系统， 计划用镁合金做壳体等构件，使质量从8.17 kg降到6.37 kg；

(2)美军正在研制的水平水陆两栖突击车，采用镁合金做壳体，并采用了的镁合金表面防护技术，经试验证明，表面性能良好；

(3)国外已将镁合金用于次口径脱壳弹软壳，穿甲弹弹托；

(4)法国MK50式反坦克枪榴弹部分零件应用了镁合金材料，其全弹质量仅为800g；

(5)美国制造的Racegan(强装药，战斗用手枪)扳机等零件采用镁合金，重量减轻 45 %，击发时间减少66 % 。