En højtydende aluminiumslegering: Al-Sc-legering
Al-Sc-legering er en type højtydende aluminiumlegering. Der er flere måder at forbedre aluminiumlegeringens ydeevne på, hvoraf mikrolegeringsforstærkning og hærdning har været frontlinjen inden for forskning i højtydende aluminiumlegeringer i de seneste 20 år.
Scandiums smeltepunkt er 1541 ℃, og aluminiums smeltepunkt er 660 ℃, så scandium skal tilsættes aluminiumlegering i form af en masterlegering, som er det vigtigste råmateriale til fremstilling af en aluminiumlegering, der indeholder scandium. Der findes flere metoder til at fremstille masterlegeringer, såsom doteringsmetoden, scandiumfluorid, termisk reduktion af scandiumoxidmetal, smeltet saltelektrolysemetode og så videre.
Dopingmetoden er at tilsætte metalscandium direkte til aluminiumlegering, hvilket er dyrt, med brændtab i smelteprocessen og høje omkostninger til masterlegering.
Giftig hydrogenfluorid anvendes til fremstilling af scandiumfluorid ved hjælp af metaltermisk reduktionsmetode, som kræver komplekst udstyr og høj metaltermisk reduktionstemperatur.
Genvindingsgraden af scandium ved metaltermisk reduktion af scandiumoxid er kun 80%;
Elektrolyseanordningen til smeltet salt er kompleks, og konverteringshastigheden er ikke høj.
Efter sammenligning og udvælgelse er det mere hensigtsmæssigt at fremstille Al-Sc-masterlegeringen ved hjælp af ScCl-smeltesalt-Al-Mg termisk reduktionsmetode.
Anvendelser:
Tilsætning af spor af scandium til aluminiumlegering kan fremme kornforfining og øge omkrystallisationstemperaturen med 250℃~280℃Det er et kraftigt kornforfiningsmiddel og en effektiv omkrystallisationshæmmer for aluminiumlegeringer, hvilket har en tydelig indflydelse pålegeringens struktur og egenskaber og forbedrer dens styrke, hårdhed, svejsbarhed og korrosionsbestandighed betydeligt.
Scandium har en god dispersionsstyrkende effekt på aluminium og opretholder en stabil ikke-omkrystalliseret struktur under varmbearbejdning eller udglødning. Nogle legeringer er koldvalsede plader med stor deformation, som stadig bevarer denne struktur selv efter udglødning. Hæmning af scandium ved omkrystallisation kan eliminere omkrystallisationsstrukturen i svejsningens varmepåvirkede zone. Matrixens underkornstruktur kan overføres direkte til svejsningens støbte struktur, hvilket giver svejsningen af aluminiumlegeringer, der indeholder scandium, høj styrke og korrosionsbestandighed.
Effekten af scandium på korrosionsbestandigheden af aluminiumlegering skyldes også kornforfining og hæmning af omkrystallisationsprocessen.
Tilsætning af scandium kan også give aluminiumlegeringen god superplasticitet, og forlængelsen af aluminiumlegeringen med 0,5% scandium kan nå 1100% efter superplastisk behandling.
Derfor forventes Al-Sc-legeringer at blive en ny generation af letvægtskonstruktionsmaterialer til luftfarts-, luftfarts- og skibsindustrien, som hovedsageligt anvendes til svejsning af belastningsstrukturdele i luftfart, luftfart og skibe, aluminiumsrør til alkalisk korrosivt mediummiljø, jernbaneolietanke, vigtige strukturelle dele af højhastighedstog osv.
Ansøgningsperspektiv:
Sc-holdig aluminiumlegering har et bredt anvendelsesperspektiv inden for højteknologiske afdelinger såsom skibs-, luftfartsindustrien, raket- og missilindustrien, atomenergi osv. Ved at tilsætte spor af scandium er det håbet at udvikle en række nye generationer af højtydende aluminiumlegeringsmaterialer baseret på den eksisterende aluminiumlegering, såsom ultrahøj styrke og høj sejhed aluminiumlegering, højstyrke korrosionsbestandig aluminiumlegering, højstyrke neutronbestrålingsbestandig aluminiumlegering og så videre. Disse legeringer vil have et meget attraktivt anvendelsesperspektiv inden for luftfarts-, atomenergi- og skibsbygningsindustrien på grund af deres fremragende omfattende egenskaber og kan også bruges i lette køretøjer og højhastighedstog. Derfor er scandiumholdig aluminiumlegering blevet et andet attraktivt og mest konkurrencedygtigt højtydende aluminiumlegeringsstrukturmateriale efter AlLi-legering. Kina er rigt på scandiumressourcer og har et vist fundament for scandiumforskning og industriel produktion, som stadig er den største eksportør af scandiumoxid. Det er af banebrydende betydning at udvikle aluminiumslegeringsmaterialer til højteknologisk og national forsvarskonstruktion i Kina, og det kan give AlSc fuldt ud mulighed for at udnytte fordelene ved scandiumressourcer i Kina og fremme udviklingen af scandiumindustrien og den nationale økonomi i Kina.
Opslagstidspunkt: 4. juli 2022