En høytytende aluminiumslegering: Al-Sc-legering

En høytytende aluminiumslegering: Al-Sc-legering

Al-Sc-legering er en type høyytelses aluminiumslegering. Det finnes flere måter å forbedre ytelsen til aluminiumslegeringer på, blant annet har mikrolegeringsforsterkning og herding vært et frontfelt innen forskning på høyytelses aluminiumslegeringer de siste 20 årene.

Smeltepunktet for scandium er 1541 ℃, og smeltepunktet for aluminium er 660 ℃, så scandium må tilsettes aluminiumslegering i form av en masterlegering, som er det viktigste råmaterialet for fremstilling av aluminiumslegering som inneholder scandium. Det finnes flere metoder for å fremstille masterlegeringer, som dopingmetoden, scandiumfluorid, termisk reduksjonsmetode for scandiumoksidmetall, smeltet saltelektrolysemetode og så videre.

Dopingmetoden er å tilsette metallskandium direkte til aluminiumslegering, noe som er dyrt, med brenningstap i smelteprosessen og høye kostnader for masterlegering.

Giftig hydrogenfluorid brukes i fremstillingen av scandiumfluorid ved hjelp av metalltermisk reduksjonsmetode for scandiumfluorid, som har komplekst utstyr og høy metalltermisk reduksjonstemperatur.

Gjenvinningsgraden for scandium ved metalltermisk reduksjon av scandiumoksid er bare 80 %;

Elektrolyseanordningen for smeltet salt er kompleks, og konverteringshastigheten er ikke høy.

Etter sammenligning og utvelgelse er det mer hensiktsmessig å fremstille Al-Sc-masterlegering ved å bruke ScCl-smeltesalt Al-Mg termisk reduksjonsmetode.

Bruksområder:

Å tilsette spor av scandium til aluminiumslegering kan fremme kornforfining og øke omkrystalliseringstemperaturen med 250℃~280℃Det er en kraftig kornforfiner og en effektiv omkrystalliseringshemmer for aluminiumslegering, som har åpenbar innflytelse pålegeringens struktur og egenskaper og forbedrer dens styrke, hardhet, sveisbarhet og korrosjonsmotstand betraktelig.

Scandium har en god dispersjonsforsterkende effekt på aluminium, og opprettholder en stabil ikke-omkrystallisert struktur i varmbearbeiding eller glødebehandling. Noen legeringer er kaldvalsede plater med stor deformasjon, som fortsatt opprettholder denne strukturen selv etter gløding. Hemming av scandium ved omkrystallisering kan eliminere omkrystalliseringsstrukturen i den varmepåvirkede sonen av sveisen. Underkornstrukturen i matrisen kan overføres direkte til den støpte strukturen i sveisen, noe som gjør at sveiseskjøten av aluminiumlegering som inneholder scandium har høy styrke og korrosjonsbestandighet.

Effekten av scandium på korrosjonsmotstanden til aluminiumslegering skyldes også kornforfining og hemming av omkrystalliseringsprosessen.

Tilsetning av scandium kan også gi aluminiumslegeringen god superplastisitet, og forlengelsen av aluminiumslegering med 0,5 % scandium kan nå 1100 % etter superplastisk behandling.

Derfor forventes Al-Sc-legering å bli en ny generasjon lette strukturelle materialer for romfart, luftfart og skipsindustrien, som hovedsakelig brukes til sveising av belastningsstrukturelle deler av romfart, luftfart og skip, aluminiumslegeringsrør for alkalisk korrosive mediummiljøer, jernbaneoljetanker, viktige strukturelle deler av høyhastighetstog, etc.

Søknadsutsikter:

Sc-holdig aluminiumslegering har et bredt bruksområde innen høyteknologiske avdelinger som skip, romfart, rakett- og missilindustri, kjernekraft, etc. Ved å tilsette spor av scandium er det håp om å utvikle en serie nye generasjoner av høyytelses aluminiumslegeringsmaterialer basert på eksisterende aluminiumslegering, som ultrahøy styrke og høy seighet aluminiumslegering, høystyrke korrosjonsbestandig aluminiumslegering, høystyrke nøytronbestrålingsbestandig aluminiumslegering og så videre. Disse legeringene vil ha et svært attraktivt bruksområde innen romfart, kjernekraft og skipsbygging på grunn av deres utmerkede omfattende egenskaper, og kan også brukes i lette kjøretøy og høyhastighetstog. Derfor har scandiumholdig aluminiumslegering blitt et annet attraktivt og mest konkurransedyktig høyytelses aluminiumslegeringsstrukturmateriale etter AlLi-legering. Kina er rikt på scandiumressurser og har et visst grunnlag for scandiumforskning og industriell produksjon, som fortsatt er den viktigste eksportøren av scandiumoksid. Det er av banebrytende betydning å utvikle aluminiumslegeringsmaterialer for høyteknologisk og nasjonal forsvarskonstruksjon i Kina, og det kan AlSc fullt ut utnytte fordelene med scandiumressurser i Kina og fremme utviklingen av scandiumindustrien og den nasjonale økonomien i Kina.