天水稀土镁合金稀土镁合号

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。

关于SLM制备纯Mg、AZ系、ZK系、WE系、Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-Ca系和Mg -Gd系镁合金的报道与Al、Ti或Fe合金相比是非常有限的。目前，大部分研究都集中在参数优化、后处理以及纳米粒子或元素添加对微观结构和力学性能的影响。工艺参数对SLM制备ZK系镁合金微观结构、机械性能、生物相容性和生物降解的影响已经得到了详细的研究。 据称，通过 SLM 制备的 ZK 系列镁合金具有良好的力学性能、良好的生物相容性和相对较低的降解率，这使得该类合金在生物医学应用中具有广阔的前景。高成本的 WE 系镁合金包含稀土 (RE) 元素，它们表现出的生物相容性。值得一提的是，由 SLM 制备的 WE 系列镁合金也表现出的力学性能完整性，这归因于镁基体中的细晶结构和均匀分布的第二相颗粒，以及那些钉扎在晶界处的颗粒。近，许多研究人员通过搅拌摩擦加工和热处理等后处理改变了 Mg-Gd 系镁合金的微观结构，使强度显著增加，但延伸率随之降低。一些研究人员使用 SLM 在广泛的加工参数范围内研究了激光能量输入对 AZ91D 镁合金的成形性、致密化、微观结构和力学性能的影响，并建立了适当的 SLM 加工图。此外还有通过添加碳纳米管来改变微观结构演变和细化 SLM制备AZ31B 镁合金的晶粒。然而，实验结果表明，由于致密化的急剧恶化，纳米粒子的添加提高了强度，同时削弱了韧性。AZ 系列镁合金由于其合金元素的经济优势而在工业应用中占主导地位。然而，迄今为止已发表的研究尚未深入研究 SLM 过程中镁合金的缺陷类型、熔化模式和晶体织构。此外，目前 SLMed 镁合金试件的强度和韧性都比较差，难以应用于实际工业应用。因此，有必要进一步研究SLM沉积的AZ系镁合金的加工性能和缺陷形成机制。

稀土镁合金泛指含有稀土元素（rare earth）的镁合金。镁合金是工程应用中轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点，在航天、、电子通讯、交通运输等领域有着的应用市场，特别是在铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下，镁的资源优势、价格优势、产品优势得到充分发挥，镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。面临国际镁金属材料的高速发展，我国作为镁资源生产和出口大国，对镁合金开展深入研究和应用前期开发工作意义重大。

镁具有资源丰富、可回收利用、比重轻、比强度及比刚度高、阻尼性导热性好以及减震性好的一系列特性，广泛应用于通信、电子、汽车、化工、航空航天等领域，被誉为“21世纪绿色工程材料”。但镁合金强度偏低、耐蚀耐热性差等缺点制约了镁合金的大规模应用。通过向Mg-Zn二元合金中添加Zr，除了可以细化晶粒，还可以明显缩小合金的结晶温度间隔，大幅降低合金的缩松和热裂倾向，提高合金的铸造性能和力学性能。在镁合金中添加稀土，可产生除气脱氧净化、晶粒组织细化及强化、增加合金的流动性、改善热裂和缩松等效果，从而提高镁合金的耐热耐蚀性、强度、硬度等力学性能。

随着现代工业技术的迅猛发展，尤其是近年来，5G通信、3C产品及汽车电子等零部件对材料的导热性能提出越来越高的要求，以和提高产品的寿命及工作稳定性。通过向稀土镁合金中添加Zn和Zr元素，以期制备得到高导热系数和力学性能的新型镁合金，考察Zn含量的变化对镁合金组织结构和性能的影响。

通过压铸工艺制备Mg-La-Zn-Zr系镁合金，考察Zn含量变化对镁合金组织和性能的影响。压铸态Mg-La-Zn-Zr系合金由基体相α-Mg和La2Mg17相组成，微观组织由固溶La元素的α-Mg固溶体基体相、富Zr固溶体相和沿晶界呈网状分布的Mg-Zn-La化合物相组成。随着Zn含量的增加，Mg-La-Zn-Zr系镁合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度和热导率出现先增后减的规律性变化，MgLa3.1Zn0.7Zr0.5合金具有优的力学性能和121.05W/m•k的热导率。