Magnezijeva legura ima karakteristike male težine, visoke specifične krutosti, visokog prigušenja, smanjenja vibracija i buke, otpornosti na elektromagnetsko zračenje, bez onečišćenja tijekom obrade i recikliranja itd., a resursi magnezija su obilni, što se može koristiti za održivi razvoj. Stoga je magnezijeva legura poznata kao „lagani i zeleni konstrukcijski materijal u 21. stoljeću“. To otkriva da će u plimi male težine, uštede energije i smanjenja emisija u proizvodnoj industriji u 21. stoljeću, trend da će magnezijeva legura igrati važniju ulogu također ukazuje na to da će se promijeniti industrijska struktura globalnih metalnih materijala, uključujući Kinu. Međutim, tradicionalne magnezijeve legure imaju neke slabosti, kao što su laka oksidacija i izgaranje, nedostatak otpornosti na koroziju, slaba otpornost na puzanje na visokim temperaturama i niska čvrstoća na visokim temperaturama.
Teorija i praksa pokazuju da su rijetke zemlje najučinkovitiji, najpraktičniji i najperspektivniji legirajući element za prevladavanje tih slabosti. Stoga je od velike važnosti iskoristiti obilne kineske resurse magnezija i rijetkih zemalja, razviti ih i znanstveno iskoristiti te razviti niz legura rijetkih zemalja magnezija s kineskim karakteristikama i pretvoriti prednosti resursa u tehnološke i ekonomske prednosti.
Primjena koncepta znanstvenog razvoja, put održivog razvoja, primjena novog puta industrijalizacije koji štedi resurse i je ekološki prihvatljiv, te pružanje laganih, naprednih i jeftinih potpornih materijala od rijetkih magnezijevih legura za zrakoplovstvo, zrakoplovstvo, promet, "Tri C" industriju i sve proizvodne industrije postali su žarišta i ključni zadaci zemlje, industrije i mnogih istraživača. Očekuje se da će rijetke magnezijeve legure s naprednim performansama i niskom cijenom postati prekretnica i razvojna snaga za proširenje primjene magnezijevih legura.
Godine 1808. Humphrey Davey je prvi put frakcionirao živu i magnezij iz amalgama, a 1852. Bunsen je prvi put elektrolizirao magnezij iz magnezijevog klorida. Od tada su se magnezij i njegove legure na povijesnoj pozornici pojavili kao novi materijal. Magnezij i njegove legure razvijali su se skokovito tijekom Drugog svjetskog rata. Međutim, zbog niske čvrstoće čistog magnezija, teško ga je koristiti kao konstrukcijski materijal za industrijsku primjenu. Jedna od glavnih metoda za poboljšanje čvrstoće magnezija je legiranje, odnosno dodavanje drugih vrsta legirajućih elemenata za poboljšanje čvrstoće magnezija putem krute otopine, taloženja, pročišćavanja zrna i disperzijskog ojačanja, tako da može zadovoljiti zahtjeve određenog radnog okruženja.
To je glavni legirajući element legure rijetkozemnog magnezija, a većina razvijenih toplinski otpornih magnezijevih legura sadrži rijetkozemne elemente. Legura rijetkozemnog magnezija ima karakteristike otpornosti na visoke temperature i visoke čvrstoće. Međutim, u početnim istraživanjima legura magnezija, rijetkozemni elementi korišteni su samo u specifičnim materijalima zbog svoje visoke cijene. Legura rijetkozemnog magnezija uglavnom se koristi u vojnom i zrakoplovnom području. Međutim, razvojem društvene ekonomije postavljaju se veći zahtjevi za performanse legure magnezija, a smanjenjem troškova rijetkozemnih elemenata, legura rijetkozemnog magnezija uvelike se proširila u vojnim i civilnim područjima kao što su zrakoplovstvo, projektili, automobili, elektronička komunikacija, instrumentacija i tako dalje. Općenito govoreći, razvoj legure rijetkozemnog magnezija može se podijeliti u četiri faze:
Prva faza: Tridesetih godina prošlog stoljeća otkriveno je da dodavanje rijetkih zemalja leguri Mg-Al može poboljšati performanse legure na visokim temperaturama.
Druga faza: Godine 1947. Sauerwarld je otkrio da dodavanje Zr leguri Mg-RE može učinkovito pročistiti zrno legure. Ovo otkriće riješilo je tehnološki problem legure rijetkozemnog magnezija i doista postavilo temelje za istraživanje i primjenu toplinski otporne legure rijetkozemnog magnezija.
Treća faza: Godine 1979., Drits i drugi su otkrili da dodavanje Y ima vrlo blagotvoran učinak na magnezijevu leguru, što je bilo još jedno važno otkriće u razvoju toplinski otporne legure rijetkozemnog magnezija. Na temelju toga razvijena je serija legura tipa WE s otpornošću na toplinu i visokom čvrstoćom. Među njima, vlačna čvrstoća, čvrstoća na zamor i otpornost na puzanje legure WE54 usporedive su s onima kod lijevane aluminijske legure na sobnoj temperaturi i visokoj temperaturi.
Četvrta faza: Uglavnom se odnosi na istraživanje Mg-HRE (teških rijetkih zemalja) legura od 1990-ih kako bi se dobila magnezijeva legura s vrhunskim performansama i zadovoljile potrebe visokotehnoloških područja. Za teške rijetke zemlje, osim Eu i Yb, maksimalna topljivost u magneziju u čvrstom stanju je oko 10%~28%, a maksimum može doseći 41%. U usporedbi s lakim rijetkim zemljama, teški rijetki zemlje imaju veću topljivost u čvrstom stanju. Štoviše, topljivost u čvrstom stanju brzo se smanjuje s padom temperature, što ima dobre učinke na jačanje čvrste otopine i jačanje taloženjem.
Postoji ogromno tržište primjene magnezijevih legura, posebno u kontekstu sve većeg nedostatka metalnih resursa poput željeza, aluminija i bakra u svijetu. Prednosti resursa i proizvoda od magnezija bit će u potpunosti ispoljene, a magnezijeva legura postat će brzorastući inženjerski materijal. Suočena s brzim razvojem metalnih materijala od magnezija u svijetu, Kina, kao glavni proizvođač i izvoznik magnezijevih resursa, posebno je važna za provođenje dubinskih teorijskih istraživanja i razvoj primjene magnezijevih legura. Međutim, trenutno su nizak prinos uobičajenih proizvoda od magnezijevih legura, slaba otpornost na puzanje, slaba otpornost na toplinu i otpornost na koroziju i dalje uska grla koja ograničavaju primjenu magnezijevih legura u velikim razmjerima.
Rijetkozemni elementi imaju jedinstvenu izvannuklearnu elektroničku strukturu. Stoga, kao važan legirajući element, rijetkozemni elementi igraju jedinstvenu ulogu u metalurgiji i područjima materijala, kao što su pročišćavanje taline legure, rafiniranje strukture legure, poboljšanje mehaničkih svojstava legure i otpornosti na koroziju itd. Kao legirajući elementi ili mikrolegirajući elementi, rijetkozemni elementi se široko koriste u čeliku i legurama obojenih metala. U području magnezijevih legura, posebno u području toplinski otpornih magnezijevih legura, ljudi postupno prepoznaju izvanredna svojstva pročišćavanja i jačanja rijetkozemnih elemenata. Rijetkozemni elementi smatraju se legirajućim elementom s najvećom uporabnom vrijednošću i najvećim razvojnim potencijalom u toplinski otpornim magnezijevim legurama, a njegovu jedinstvenu ulogu ne mogu zamijeniti drugi legirajući elementi.
Posljednjih godina, istraživači u zemlji i inozemstvu provodili su opsežnu suradnju, koristeći resurse magnezija i rijetkih zemalja za sustavno proučavanje magnezijevih legura koje sadrže rijetke zemlje. Istovremeno, Institut za primijenjenu kemiju Changchun Kineske akademije znanosti posvećen je istraživanju i razvoju novih rijetkozemnih magnezijevih legura s niskom cijenom i visokim performansama te je postigao određene rezultate. Promicati razvoj i korištenje rijetkozemnih magnezijevih legura.
Vrijeme objave: 04.07.2022.