稀土元素是元素周期表ⅢB族中的鈧、釓、鑭系等17元素的總稱(chēng)，常用R或RE表示。通常把鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu稱(chēng)為輕稀土或鈰組稀土，釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tu、鐿Tb、镥Lu、釔Y稱(chēng)為重稀土或釔稀土。稀土金屬的化學(xué)活性很強(qiáng)，當(dāng)和氧作用時(shí)生成穩(wěn)定性很高的R2O3型氧化物，中國(guó)稀土資源極其豐富，儲(chǔ)量大、品種全、有價(jià)值元素含量高、分布廣，按氧化物計(jì)算的工業(yè)儲(chǔ)量為國(guó)外總儲(chǔ)量的2.2倍。

　　稀土元素的性質(zhì)極其相近，在鎂中的固溶度較大，且固溶度隨溫度的降低而急劇減小，在200℃時(shí)的僅為最大固溶度的1/10。除鈧以外的其他稀土元素與鎂在507℃~617℃內(nèi)均存在共晶反應(yīng)。富鎂端共晶化合物類(lèi)型隨稀土素原子序數(shù)變化而改變。稀土在鎂中的固溶度隨其原子半徑的增大而降低。Mg-RE合金晶界上網(wǎng)狀分布的低熔點(diǎn)共晶化合物可以抑制顯微疏松的形成，因而合金有很好的流動(dòng)性，良好的可鑄造性能，鑄態(tài)合金的組織由等軸α-Mg固溶體晶粒和晶界網(wǎng)狀化合物組成。時(shí)效時(shí)從α-Mg中析出細(xì)小沉淀相，有相當(dāng)大的強(qiáng)化作用，同時(shí)晶界上的網(wǎng)狀化合物阻礙晶界移動(dòng)，因而Mg-RE合金有高的抗蠕變強(qiáng)度，成為一群有特色的高溫鎂合金。

　　Mg-RE合金有較大的時(shí)效強(qiáng)化作用，因?yàn)闀r(shí)效時(shí)從α-Mg過(guò)飽和固溶體中沉淀與α-Mg固溶體共格的GP區(qū)與β""相及β"相，以Mg-Nd合金為例，其沉淀序列為：

　　α-Mg→GP區(qū)→β""→β"（Mg3Nd）→β（Mg12Nd）

　　GP區(qū)呈盤(pán)狀，與基體完全共格，過(guò)時(shí)效生成的平衡相為β（Mg12Nd），屬體心四方晶系，與基體不共格。

　　Mg-RE合金通常還含有鋅和鋯，Zr可以顯著細(xì)化合金鑄造組織，Zn可以進(jìn)一步提高合金的抗蠕變強(qiáng)度。鎂-稀二元合金晶粒粗大，力學(xué)性能低，不能作為結(jié)構(gòu)材料使用。加鋯后，組織細(xì)化，才使鑄造狀態(tài)合金的力學(xué)性能上升到工程結(jié)構(gòu)可以接受的水平，因此，Mg-RE合金均含有一定量的鋯，如EK30A合金（Mg-Th3%RE-0.7%Zr）是首個(gè)以稀土為主要合金元素的高溫鑄造鎂合金，在200℃以下有高的抗拉強(qiáng)度和抗蠕變強(qiáng)度，可以滿(mǎn)足航空發(fā)動(dòng)機(jī)一些零部件的工作環(huán)境要求。向Mg-RE-Zr系合金再加鋅的四元合金具有更高的力學(xué)性能，EZ33A合金是這類(lèi)合金的典型代表，有取代EK30A合金之勢(shì)。在Mg-RE-Zr合金中加銀可獲得抗拉性能大為改善的新型合金EQ21A。

　　Mg-RE-Zn-Zr合金的顯微組織由α-Mg固溶體和晶界上的塊狀化合物組成，鋅的加入不但增加了晶界上化合物的數(shù)量，而且增強(qiáng)它們的連續(xù)性。在EZ23A合金中，稀土化合物為Mg9RE。

　　近些年來(lái)，耐熱Mg-RE合金成了熱門(mén)的研究課題。釔在鎂中的固溶度高達(dá)12.5%，且隨著溫度的下降而減小，可形成有時(shí)效硬化能力的一系列合金。已開(kāi)發(fā)出Mg-Y-Zn-Zr系合金、Mg-Y-Nd-Zn-Zr系合金、Mg-Y-Nd-Zr系合金。Mg-Y-Zn-Zr系合金有良好的綜合力學(xué)性能和可鑄造性能，長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)300℃，若再添加Nd，可進(jìn)一步改善其熱強(qiáng)性能。還有可與鋁基鑄造合金抗蝕性當(dāng)?shù)目垢g性能。由于釔價(jià)高，且不易與鎂形成合金，可以用含75%釔、釓、鉺等重稀土元素的混合稀土取代釔。

　　在Mg-Y-Nd系合金中，Mg-6Y-2Nd合金具有最高的抗拉強(qiáng)度和相當(dāng)高的伸長(zhǎng)率，WE54是該系合金獲得商業(yè)應(yīng)用的頭一個(gè)，有優(yōu)秀的高溫性能，已用于制造航空器與賽氣汽缸，不過(guò)此合金在150℃長(zhǎng)期工作時(shí)，會(huì)有β""相的二次析出，使合金的塑性逐漸下降，以致不能再用。研究表明，適當(dāng)減少釔含量，提升Nd含量，合金強(qiáng)度雖略有下降，但可以保持良好的塑性，WE43就是這樣的一個(gè)合金。