希土類元素が非鉄金属材料に及ぼす有益な効果は、マグネシウム合金において最も顕著です。Mg-RE合金の沈静化を促進するだけでなく、Mg-Al、Mg-Znなどの合金系にも非常に顕著な影響を与えます。その主な役割は以下のとおりです。
1. 穀物を精製する
希土類元素の適切な添加は、マグネシウムおよびマグネシウム合金の結晶粒を微細化します。第一に、鋳造時の結晶粒を微細化することです。希土類元素の鋳造時の結晶粒微細化のメカニズムは、異質核の作用によるものではありません。希土類元素によるマグネシウムおよびマグネシウム合金の結晶粒微細化のメカニズムは、結晶化の刃先における過冷却の増加です。第二に、熱処理工程および焼鈍工程における再結晶および粒成長を防止することです。
2. 精製溶融物
希土類元素はマグネシウムや酸素よりもかゆみに対する親和性が高いため、溶湯中のMgOやその他の酸化物と反応して酸化を除去する希土類酸化物と共存することができます。また、溶湯中の水素や水蒸気と反応して希土類酸化物を生成し、脱酸素化の目的を達成します。さらに、これらを併用することで溶湯の流動性を高め、鋳造時の収縮性を低減し、緻密性を向上させることができます。
3. 室温における合金強度の向上
マグネシウム中の希土類元素のほとんどは固溶度が高く、温度低下とともに溶解度が大きく変化するため、希土類元素は固溶強化以外に、マグネシウム合金の有用な老化強化元素であり、一部の希土類化合物は分散強化にも使用されます。
4. 進歩的な合金の機械機能の熱安定性
希土類元素は、先進的なマグネシウム合金の耐熱性に最も有用な合金元素であり、マグネシウム合金の高温強度と高温クリープ耐性を大幅に向上させることができます。その理由は多々あります。マグネシウム中の希土類元素の収縮係数が小さいため、再結晶化のプロセスを遅くして再結晶化温度を上げ、時効効果と溶解相の熱安定性を高めることができます。高融点の希土類化合物は結晶境界を貫通して運動のずれを防ぎ、高温クリープ耐性を向上させます。
5. 合金の耐腐食性の向上
溶湯が精製されるため、不純物鉄などの有害性が低減され、耐食性が向上します。