實(shí)驗(yàn)證明，在一些有色金屬中添加少量的稀土金屬，會(huì)產(chǎn)生極佳的效果。目前明顯效果的有色金屬有：鋁、銅、鎂、錫、鈦、鉬、鎳、鈷、鈮及鉑族金屬等，稀土金屬在這些有色金屬及合金中的添加量一般小于0.5％，但產(chǎn)生的效果極為顯著。稀土能起到凈化、變質(zhì)、細(xì)化晶粒的作用。
    稀土金屬用作鋁合金添加劑，可改變鋁合金的物理性質(zhì)，增加其耐磨性、耐高溫性、提高強(qiáng)度、改善加工性能。稀土鋁合金是我國(guó)最早將稀土應(yīng)用于有色金屬的范例。鋁合金和鑄鋁合金的年產(chǎn)量可達(dá)33～34萬(wàn)噸。目前我國(guó)已研究成功稀土泡沫鋁合金，這是一種新型功能材料與結(jié)構(gòu)材料，是一種大有前途的未來(lái)汽車與其他交通工具用的良好材料。目前“863”計(jì)劃中的一項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)百年防腐的新材料－稀土鋁合金，已通過鑒定。一些國(guó)家甲級(jí)設(shè)計(jì)院考慮將其應(yīng)用于防腐高端領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分看好。
    銅中加入稀土元素（Ce），可改善銅的導(dǎo)電性，抗拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性，可起到凈化、除雜質(zhì)的作用，同時(shí)使晶粒細(xì)化。我國(guó)稀土紫銅、黃銅的年產(chǎn)量可達(dá)6萬(wàn)噸。
    我國(guó)的鎂儲(chǔ)量居世界首位，也是鎂生產(chǎn)大國(guó)和最大出口國(guó)，產(chǎn)量80％以上出口國(guó)際市場(chǎng)。2000年，科技部推動(dòng)了"鎂合金開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化"前期戰(zhàn)略研究，在"863"計(jì)劃中，有3種在175℃具有良好抗蠕變性能的鎂合金、低成本鎂稀土中間合金制備技術(shù)，耐熱鎂合金的壓鑄技術(shù)，取得很大突破?？墒瓜⊥伶V合金在耐熱、耐蝕、阻燃等性能方面有很大提高。目前，長(zhǎng)春應(yīng)化所與一汽合作，用高技術(shù)改造稀土鎂合金，可年產(chǎn)12萬(wàn)件鎂合金鑄件，稀土消費(fèi)量也相應(yīng)有增長(zhǎng)。
    此外，稀土元素添加在錫鋅基無(wú)鉛釬料合金中，可使合金濕性較好、組織細(xì)密、力學(xué)性能優(yōu)良、無(wú)毒、價(jià)格便宜。同樣采用溶膠凝膠（SoC－CCl）和兩步還原法制成的稀土鉬粉末，其性能也有很大改善。
    稀土在有色金屬中的應(yīng)用已涉及多種元素，但是，還有待進(jìn)一步開發(fā)。
稀土鋁合金 　　RE containing aluminium alloy 　　泛指含稀土金屬的鋁合金，主要指Al-RE系合金。工業(yè)Al-RE系合金主要是含有4.4％～5％稀土的鑄造鋁合金，如Al-RE-Cu-Si-Mn-Ni-Mg合金，含有多種過渡元素，成分、組織復(fù)雜。工作溫度可達(dá)400℃，是廣泛使用的熱強(qiáng)性最好的鑄造鋁合金。室溫力學(xué)性能低，鑄造工藝性能良好，可用于砂型、金屬型鑄造，生產(chǎn)形狀復(fù)雜的高溫下長(zhǎng)期工作的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)附機(jī)殼體、閥門等。 　　稀土元素非常活潑，極易與氣體(如氫)、非金屬 (如硫)及金屬作用，生成相應(yīng)的穩(wěn)定化合物。稀土 　　元素的原子半徑大于常見的金屬如鉛、鎂等，在這些金屬中的固溶度極低，幾乎不能形成固溶體。一般認(rèn) 　　為，稀土元素加入到鋁合金中可起到微合金化的作用；此外，它與氫等氣體和許多非金屬有較強(qiáng)的親和力 　　，能生成熔點(diǎn)高的化合物，故它有一定的除氫、精煉、凈化作用；同時(shí)，稀土元素化學(xué)活性極強(qiáng)，它可以 　　在長(zhǎng)大的晶粒界面上選擇性地吸附，阻礙晶粒的生長(zhǎng)，結(jié)果導(dǎo)致晶粒細(xì)化，有變質(zhì)的作用。以下就這3方 　　面的作用詳細(xì)介紹。 　　1.精煉、凈化作用 　　稀土元素的脫氧能力比強(qiáng)脫氧劑Al、Mg、Ti等強(qiáng)，微量稀土就能使〔O〕脫到＜lppm(即<10-4％)。稀 　　土的脫硫能力也相當(dāng)強(qiáng)，可以生成RES或RE2S3，生成物主要取決于稀土與硫的活度或溶解度。稀土元素在 　　金屬液中還可以與氧和硫同時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成RE2O2S型硫化物。稀土元素還能與P、Sn、As等低熔點(diǎn)金屬元 　　素化合，生成REP、RESn、REAs等化合物。這些稀土化合物都具有熔點(diǎn)高、比重輕，當(dāng)它們的熔點(diǎn)高于金 　　屬冶煉溫度時(shí)，能上浮一部分成渣，它們微小的質(zhì)點(diǎn)則成為鋁結(jié)晶過程的異質(zhì)晶核，而留在固態(tài)金屬內(nèi)的 　　部分則能降低其危害性。稀土對(duì)氫的的吸附力特別大，能大量吸附和溶解氫，稀土與氫的化合物熔點(diǎn)較高 　　，并且彌散分布于鋁液中，以化合物形成的氫不會(huì)聚集形成氣泡，大大降低鋁的含氫量和針孔率。 　　2.變質(zhì)作用 　　變質(zhì)處理是指在金屬及合金中加入少量或微量的變質(zhì)劑，用以改變合金的結(jié)晶條件，使其組織和性能 　　得到改善的過程。變質(zhì)劑又稱晶粒細(xì)化劑或孕育劑。稀土元素的原子半徑為0.174 ～0.204mm，大于鋁原 　　子半徑(0.143mm)。稀土元素比較活潑，它熔于鋁液中，極易填補(bǔ)合金相的表面缺陷，從而降低新舊兩相 　　界面上的表面張力，使得晶核生長(zhǎng)的速度增大，同時(shí)還在晶粒與合金液之間形成表面活性膜，阻止生成的 　　晶粒長(zhǎng)大，使合金的組織細(xì)化。此外，鋁與稀土形成的化合物在金屬液結(jié)晶時(shí)作為外來(lái)的結(jié)晶晶核，因晶 　　核數(shù)的大量增加而使合金的組織細(xì)化。研究表明：稀土對(duì)鋁合金具有良好的變質(zhì)效果。例如，合金化的 　　7005鋁合金鑄錠本身就呈十分細(xì)小的組織。同時(shí)值得一提的是，稀土的變質(zhì)作用具有長(zhǎng)效及重熔穩(wěn)定性的 　　特點(diǎn)，比用鈉(Na)、鍶(Sr)等變質(zhì)劑具有明顯優(yōu)點(diǎn)。稀土的變質(zhì)作用只受共晶硅變化的影響。? 　　3.合金化作用? 　　稀土在鋁合金中的強(qiáng)化作用主要有細(xì)晶強(qiáng)化、有限固溶強(qiáng)化和稀土化合物的第二相強(qiáng)化等。當(dāng)稀土加 　　入量不同時(shí)，稀土在鋁合金中主要以三種形式存在：固熔在基體α(Al)中；偏聚在相界、晶界和枝晶界； 　　固熔在化合物中或以化合物形式存在。當(dāng)稀土含量較低時(shí)(低于0.1％)，稀土主要以前兩種形式分布。第 　　一種形式起到了有限固溶強(qiáng)化的作用，第二種形式增加了變形阻力，促進(jìn)位錯(cuò)增殖，使強(qiáng)度提高。加入稀 　　土后合金的鑄態(tài)組織中合金晶粒明顯減少，二次枝晶間距有可能細(xì)化，稀土與Al、Mg、Si等元素形成的金 　　屬間化合物呈球狀和短棒狀分布在晶界或界內(nèi)，組織中有大量位錯(cuò)分布。當(dāng)稀土含量大于0.3％?，后一 　　種存在形式開始占主導(dǎo)地位。這時(shí)，稀土與合金中的其他元素開始形成許多含稀土元素的新相，同時(shí)使第 　　二相的形狀、尺寸發(fā)生變化，可能使得第二相從長(zhǎng)條狀等形狀轉(zhuǎn)變成短棒狀粒子出現(xiàn)，粒子的尺寸也變得 　　比較細(xì)小，且呈彌散分布。大部分含稀土元素的第二相都出現(xiàn)了粒子化、球化和細(xì)化的特征，這種變化在 　　一定程度上都強(qiáng)化了鋁合金。? 　　鋁合金加入稀土元素后性能的變化 　　隨著稀土元素加入量的增加，鋁合金的強(qiáng)度、塑性均有所提高。這主要得益于稀土元素對(duì)合金組織的 　　改善以及彌散的稀土化合物強(qiáng)烈的沉淀強(qiáng)化效應(yīng)等。添加稀土元素可以導(dǎo)致合金斷裂過程中裂紋萌生位置 　　與擴(kuò)展途徑發(fā)生改變，有利于合金的韌化。同時(shí)鋁合金中隨稀土含量的增加，抗拉強(qiáng)度、硬度提高，而延 　　伸率略有下降。由此可見，伴隨稀土的加入，合金的機(jī)械性能大有改善。 　　稀土元素的加入也可以改善鋁合金的鑄造性能。這是因?yàn)殍F是鋁合金中非常有害的雜質(zhì)，萬(wàn)分之幾的 　　Fe就能形成Al+FeAl3的共晶硅，大多數(shù)含鐵相的結(jié)晶組織都十分粗大，直接影響合金的機(jī)械性能，降低合 　　金的流動(dòng)性，增加組織不均勻性，添加稀土，則可以改變鐵相的存在形態(tài)，提高鋁合金的鑄造性能。 　　在同一溫度下，稀土鋁合金的電阻率比普通鋁合金小得多，說(shuō)明摻入微量稀土元素后鋁合金的導(dǎo)電性 　　能大大提高。這是因?yàn)橄⊥猎刈鳛楸砻婊钚栽丶拥胶辖鹬?，使合金的鑄態(tài)組織得以細(xì)化，減小了對(duì)傳 　　導(dǎo)電子的散射，從而使電阻率大幅度下降。 　　稀土在鋁合金中可以形成熱硬性高的復(fù)雜成分化合物，呈網(wǎng)狀分布于晶界或枝晶間，細(xì)化了組織，有 　　效地阻礙了基體變形和晶界移動(dòng)，從而明顯提高了合金的高溫性能。