En högpresterande aluminiumlegering: Al-Sc-legering

En högpresterande aluminiumlegering: Al-Sc-legering

Al-Sc-legering är en typ av högpresterande aluminiumlegering. Det finns flera sätt att förbättra prestandan hos aluminiumlegeringar, bland annat har mikrolegeringshärdning och seghärdning varit frontlinjen inom forskning om högpresterande aluminiumlegeringar de senaste 20 åren.

Smältpunkten för scandium är 1541 ℃ och för aluminium 660 ℃, så scandium måste tillsättas till aluminiumlegering i form av en förlegering, vilket är det viktigaste råmaterialet för att framställa en aluminiumlegering som innehåller scandium. Det finns flera metoder för att framställa förlegeringar, såsom dopningsmetod, scandiumfluorid, termisk reduktion av scandiumoxidmetall, smält saltelektrolysmetod och så vidare.

Dopningsmetoden är att direkt tillsätta metallskandium till aluminiumlegering, vilket är dyrt, med förbränningsförlust i smältprocessen och hög kostnad för masterlegering.

Giftig vätefluorid används vid framställning av scandiumfluorid genom metalltermisk reduktionsmetod av scandiumfluorid, som har komplex utrustning och hög metalltermisk reduktionstemperatur.

Återvinningsgraden av scandium genom metalltermisk reduktion av scandiumoxid är endast 80 %;

Anordningen för elektrolys av smält salt är komplex och omvandlingshastigheten är inte hög.

Efter jämförelse och val är det mer lämpligt att framställa Al-Sc-förlegeringen med hjälp av termisk reduktionsmetod med ScCl3-smält salt, Al-Mg.

Användningsområden:

Att tillsätta spår av scandium till aluminiumlegering kan främja kornförfining och öka omkristallisationstemperaturen med 250℃~280℃Det är ett kraftfullt kornförfiningsmedel och en effektiv omkristallisationsinhibitor för aluminiumlegeringar, vilket har tydlig inverkan pålegeringens struktur och egenskaper och förbättrar dess styrka, hårdhet, svetsbarhet och korrosionsbeständighet avsevärt.

Skandium har en god dispersionsförstärkande effekt på aluminium och bibehåller en stabil icke-omkristalliserad struktur vid varmbearbetning eller glödgning. Vissa legeringar är kallvalsade plåtar med stor deformation, vilka bibehåller denna struktur även efter glödgning. Hämningen av skandium vid omkristallisation kan eliminera omkristallisationsstrukturen i svetsens värmepåverkade zon. Matrisens underkornstruktur kan överföras direkt till svetsens gjutna struktur, vilket gör att svetsfogen av aluminiumlegering som innehåller skandium har hög hållfasthet och korrosionsbeständighet.

Effekten av scandium på korrosionsbeständigheten hos aluminiumlegering beror också på kornförfining och hämning av omkristallisationsprocessen.

Tillsats av scandium kan också göra aluminiumlegeringen superplastisk, och förlängningen av aluminiumlegering med 0,5 % scandium kan nå 1100 % efter superplastisk behandling.

Därför förväntas Al-Sc-legering bli en ny generation av lättviktskonstruktionsmaterial för flyg-, flyg- och fartygsindustrin, vilka huvudsakligen används för svetsning av lastbärande konstruktionsdelar inom flyg-, flyg- och fartygsindustrin, aluminiumlegeringsrör för alkaliskt korrosiva miljöer, järnvägsoljetankar, viktiga konstruktionsdelar i höghastighetståg etc.

Ansökningsutsikter:

Sc-innehållande aluminiumlegering har breda tillämpningsmöjligheter inom högteknologiska avdelningar som fartyg, flyg- och rymdindustri, raket- och missilindustri, kärnenergi etc. Genom att tillsätta spår av scandium är det hoppfullt att utveckla en serie nya generationens högpresterande aluminiumlegeringsmaterial baserade på befintlig aluminiumlegering, såsom ultrahöghållfast och hög seghet aluminiumlegering, höghållfast korrosionsbeständig aluminiumlegering, höghållfast neutronbestrålningsbeständig aluminiumlegering och så vidare. Dessa legeringar kommer att ha mycket attraktiva tillämpningsmöjligheter inom flyg-, kärnenergi- och varvsindustrin på grund av deras utmärkta heltäckande egenskaper, och kan även användas i lätta fordon och höghastighetståg. Därför har scandiuminnehållande aluminiumlegering blivit ett annat attraktivt och mest konkurrenskraftigt högpresterande aluminiumlegeringskonstruktionsmaterial efter AlLi-legering. Kina är rikt på scandiumresurser och har en viss grund för scandiumforskning och industriell produktion, som fortfarande är den största exportören av scandiumoxid. Det är av epokgörande betydelse att utveckla aluminiumlegeringsmaterial för högteknologisk och nationell försvarskonstruktion i Kina, och det kan AlSc fullt ut utnyttja fördelarna med skandiumresurser i Kina och främja utvecklingen av skandiumindustrin och den nationella ekonomin i Kina.