Legura magnezija ima karakteristike male težine, visoke specifične krutosti, visokog prigušenja, smanjenja vibracija i buke, otpornosti na elektromagnetno zračenje, odsustva zagađenja tokom obrade i recikliranja itd., a resursi magnezija su obilni, što se može koristiti za održivi razvoj. Stoga je legura magnezija poznata kao "laki i zeleni konstrukcijski materijal u 21. vijeku". To otkriva da će u plimi male težine, uštede energije i smanjenja emisija u proizvodnoj industriji u 21. vijeku, trend da će legura magnezija igrati važniju ulogu također ukazuje na to da će se promijeniti industrijska struktura globalnih metalnih materijala, uključujući Kinu. Međutim, tradicionalne legure magnezija imaju neke slabosti, kao što su laka oksidacija i sagorijevanje, 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 najefikasniji, najpraktičniji i najperspektivniji legirajući element za prevazilaženje ovih slabosti. Stoga je od velikog značaja iskoristiti obilne kineske resurse magnezija i rijetkih zemalja, razviti ih i naučno primijeniti, te razviti niz legura rijetkog magnezija s kineskim karakteristikama i pretvoriti prednosti resursa u tehnološke i ekonomske prednosti.
Primjena koncepta naučnog razvoja, kretanje putem održivog razvoja, praktikovanje puta nove industrijalizacije koji štedi resurse i je ekološki prihvatljiv, te obezbjeđivanje lakih, naprednih i jeftinih pratećih materijala od rijetkih magnezijumskih legura za avijaciju, vazduhoplovstvo, transport, "Tri C" industriju i sve proizvodne industrije postali su žarišta i ključni zadaci zemlje, industrije i mnogih istraživača. Očekuje se da će rijetke magnezijumske legure sa naprednim performansama i niskom cijenom postati prekretnica i razvojna snaga za proširenje primjene magnezijumskih legura.
Godine 1808., Humphrey Davey je prvi put frakcionirao živu i magnezij iz amalgama, a 1852. godine Bunsen je prvi put elektrolizirao magnezij iz magnezijum hlorida. Od tada se magnezij i njegove legure nalaze na historijskoj sceni kao novi materijal. Magnezij i njegove legure su se razvijale skokovito tokom 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 metalnog magnezija je legiranje, odnosno dodavanje drugih vrsta legirajućih elemenata radi poboljšanja čvrstoće metalnog magnezija putem čvrstog rastvora, taloženja, pročišćavanja zrna i disperzijskog ojačanja, tako da može ispuniti zahtjeve datog radnog okruženja.
To je glavni legirajući element legure rijetkozemnog magnezija, a većina razvijenih legura magnezija otpornih na toplinu sadrži rijetkozemne elemente. Legura rijetkozemnog magnezija ima karakteristike otpornosti na visoke temperature i visoke čvrstoće. Međutim, u početnim istraživanjima legura magnezija, rijetkozemne elemente su se koristile samo u specifičnim materijalima zbog svoje visoke cijene. Legura rijetkozemnog magnezija se uglavnom koristi u vojnoj i zrakoplovnoj industriji. Međutim, s razvojem društvene ekonomije, postavljaju se veći zahtjevi za performanse legure magnezija, a sa smanjenjem troškova rijetkozemnih elemenata, legura rijetkozemnog magnezija se znatno proširila u vojnim i civilnim oblastima kao što su zrakoplovstvo, rakete, automobili, elektroničke komunikacije, instrumentacija i tako dalje. Općenito govoreći, razvoj legura 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 efikasno pročistiti zrno legure. Ovo otkriće riješilo je tehnološki problem legure rijetkozemnog magnezija i zaista postavilo temelje za istraživanje i primjenu legure rijetkozemnog magnezija otporne na toplinu.
Treća faza: Godine 1979., Drits i drugi su otkrili da dodavanje Y ima vrlo blagotvoran učinak na legure magnezija, što je bilo još jedno važno otkriće u razvoju legura rijetkozemnog magnezija otpornih na toplinu. Na toj osnovi razvijena je serija legura WE tipa s otpornošću na toplinu i visokom čvrstoćom. Među njima, zatezna čvrstoća, čvrstoća na zamor i otpornost na puzanje legure WE54 usporedive su s onima kod livenih aluminijskih legura 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 legura magnezijuma sa superiornim performansama i zadovoljile potrebe visokotehnoloških oblasti. Za teške rijetke zemlje, osim Eu i Yb, maksimalna rastvorljivost u magnezijumu u čvrstom stanju je oko 10%~28%, a maksimum može doseći 41%. U poređenju sa lakim rijetkim zemljama, teški rijetki zemlje imaju veću rastvorljivost u čvrstom stanju. Štaviše, rastvorljivost u čvrstom stanju se brzo smanjuje sa smanjenjem temperature, što ima dobre efekte na jačanje čvrstog rastvora i jačanje taloženjem.
Postoji ogromno tržište primjene legura magnezija, 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 legura magnezija će postati brzorastući inženjerski materijal. Suočena s brzim razvojem metalnih materijala od magnezija u svijetu, Kina, kao glavni proizvođač i izvoznik resursa magnezija, posebno je važna za provođenje dubinskih teorijskih istraživanja i razvoj primjene legura magnezija. Međutim, trenutno su nizak prinos uobičajenih proizvoda od legura magnezija, slaba otpornost na puzanje, slaba otpornost na toplinu i otpornost na koroziju i dalje uska grla koja ograničavaju primjenu legura magnezija u velikim razmjerima.
Rijetkozemni elementi imaju jedinstvenu ekstranuklearnu elektronsku strukturu. Stoga, kao važan legirajući element, rijetkozemni elementi igraju jedinstvenu ulogu u metalurgiji i materijalima, 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 magnezijumskih legura, posebno u području magnezijumskih legura otpornih na toplinu, ljudi postepeno prepoznaju izvanredna svojstva pročišćavanja i jačanja rijetkozemnih elemenata. Rijetkozemni elementi se smatraju legirajućim elementom s najvećom upotrebnom vrijednošću i najvećim razvojnim potencijalom u magnezijumskim legurama otpornim na toplinu, a njihova jedinstvena uloga ne može se zamijeniti drugim legirajućim elementima.
Posljednjih godina, istraživači u zemlji i inostranstvu ostvarili su opsežnu saradnju, koristeći resurse magnezija i rijetkih zemalja za sistematsko proučavanje legura magnezija koje sadrže rijetke zemlje. Istovremeno, Institut za primijenjenu hemiju u Changchunu, Kineske akademije nauka, posvećen je istraživanju i razvoju novih legura magnezija rijetkih zemalja sa niskom cijenom i visokim performansama, te je postigao određene rezultate. Promovirati razvoj i korištenje legura magnezija rijetkih zemalja.
Vrijeme objave: 04.07.2022.