Высококачественный алюминиевый сплав: сплав Al-Sc

Высококачественный алюминиевый сплав: сплав Al-Sc

Сплав Al-Sc является разновидностью высокопроизводительного алюминиевого сплава. Существует несколько способов улучшения характеристик алюминиевого сплава, среди которых микролегирование, упрочнение и закалка являются передовой областью исследований высокопроизводительных алюминиевых сплавов за последние 20 лет.

Температура плавления скандия составляет 1541℃, а алюминия — 660℃, поэтому скандий необходимо добавлять в алюминиевый сплав в виде лигатуры, которая является основным сырьем для приготовления алюминиевого сплава, содержащего скандий. Существует несколько методов приготовления лигатуры, таких как метод легирования, фторид скандия, метод термического восстановления оксида скандия, метод электролиза расплавленной соли и т. д.

Метод легирования заключается в непосредственном добавлении металлического скандия в алюминиевый сплав, что является дорогостоящим, приводит к потерям при выплавке и высокой стоимости лигатуры.

Токсичный фтористый водород используется при получении фторида скандия методом металлотермического восстановления фторида скандия, который имеет сложное оборудование и высокую температуру металлотермического восстановления.

Степень извлечения скандия методом металлотермического восстановления оксида скандия составляет всего 80%;

Устройство электролиза расплавленной соли сложное, а скорость конверсии невысокая.

После сравнения и выбора было установлено, что более целесообразно готовить лигатурный сплав Al-Sc методом термического восстановления Al-Mg в расплавленной соли ScCl.

Применение:

Добавление микропримесей скандия в алюминиевый сплав может способствовать измельчению зерна и повышению температуры рекристаллизации на 250°С.℃~280℃. Это мощный измельчитель зерна и эффективный ингибитор рекристаллизации для алюминиевых сплавов, который оказывает очевидное влияние наструктура и свойства сплава и значительно улучшает его прочность, твердость, свариваемость и коррозионную стойкость.

Скандий оказывает хорошее дисперсионное упрочняющее действие на алюминий и сохраняет стабильную нерекристаллизованную структуру при горячей обработке или отжиге. Некоторые сплавы представляют собой холоднокатаные листы с большой деформацией, которые все еще сохраняют эту структуру даже после отжига. Ингибирование скандия при рекристаллизации может устранить рекристаллизационную структуру в зоне термического влияния сварного шва, субзеренная структура матрицы может быть напрямую перенесена в литую структуру сварного шва, что делает сварное соединение алюминиевого сплава, содержащего скандий, высокопрочным и коррозионностойким.

Влияние скандия на коррозионную стойкость алюминиевых сплавов обусловлено также измельчением зерна и ингибированием процесса рекристаллизации.

Добавление скандия также может придать алюминиевому сплаву хорошую сверхпластичность, а удлинение алюминиевого сплава с 0,5% скандия может достигать 1100% после сверхпластической обработки.

Таким образом, ожидается, что сплав Al-Sc станет новым поколением легких конструкционных материалов для аэрокосмической, авиационной и судостроительной промышленности, которые в основном используются для сварки несущих конструктивных деталей аэрокосмической, авиационной и судостроительной промышленности, труб из алюминиевых сплавов для щелочных коррозионных сред, железнодорожных цистерн для нефти, ключевых конструктивных деталей высокоскоростных поездов и т. д.

Перспектива применения:

Sc-содержащий алюминиевый сплав имеет широкие перспективы применения в высокотехнологичных отраслях, таких как судостроение, аэрокосмическая промышленность, ракетостроение, ядерная энергетика и т. д. Добавляя следы скандия, можно надеяться разработать серию высокопроизводительных алюминиевых сплавов нового поколения на основе существующего алюминиевого сплава, таких как сверхпрочный и высокопрочный алюминиевый сплав, высокопрочный коррозионно-стойкий алюминиевый сплав, высокопрочный нейтронно-стойкий алюминиевый сплав и т. д. Эти сплавы будут иметь очень привлекательные перспективы применения в аэрокосмической, ядерной энергетике и судостроении из-за их превосходных комплексных свойств, а также могут использоваться в легковых автомобилях и высокоскоростных поездах. Таким образом, скандийсодержащий алюминиевый сплав стал еще одним привлекательным и наиболее конкурентоспособным высокопроизводительным конструкционным алюминиевым сплавом после сплава AlLi. Китай богат ресурсами скандия и имеет определенную основу для исследований и промышленного производства скандия, который по-прежнему является основным экспортером оксида скандия. Разработка алюминиевых сплавов для высокотехнологичного и оборонного строительства в Китае имеет эпохальное значение, и это может в полной мере раскрыть преимущества ресурсов скандия в Китае и способствовать развитию скандиевой промышленности и национальной экономики Китая.