Unha aliaxe de aluminio de alto rendemento: aliaxe Al-Sc

Unha aliaxe de aluminio de alto rendemento: aliaxe Al-Sc

A aliaxe de Al-Sc é un tipo de aliaxe de aluminio de alto rendemento. Existen varias maneiras de mellorar o rendemento da aliaxe de aluminio, entre as que o fortalecemento e o endurecemento por microaliaxes é o campo de vangarda da investigación de aliaxes de aluminio de alto rendemento nos últimos 20 anos.

O punto de fusión do escandio é de 1541 ℃ e o do aluminio de 660 ℃, polo que o escandio debe engadirse á aliaxe de aluminio en forma de aliaxe mestra, que é a materia prima clave para preparar unha aliaxe de aluminio que contén escandio. Existen varios métodos para preparar aliaxes mestra, como o método de dopaxe, o fluoruro de escandio, o método de redución térmica de metal de óxido de escandio, o método de electrólise de sales fundidas, etc.

O método de dopaxe consiste en engadir directamente escandio metálico á aliaxe de aluminio, o que é caro, con perdas de queima no proceso de fusión e un alto custo da aliaxe mestra.

O fluoruro de hidróxeno tóxico utilízase na preparación de fluoruro de escandio mediante o método de redución térmica de metal, que conta con equipos complexos e alta temperatura de redución térmica de metal.

A taxa de recuperación de escandio por redución térmica metálica do óxido de escandio é só do 80 %;

O dispositivo de electrólise de sales fundidas é complexo e a taxa de conversión non é alta.

Tras a comparación e a selección, é máis axeitado preparar a aliaxe mestre de Al-Sc usando o método de redución térmica de Al-Mg con sales fundidas de ScCl.

Usos:

Engadir trazas de escandio á aliaxe de aluminio pode promover o refinamento do gran e aumentar a temperatura de recristalización en 250℃~280℃É un potente refinador de grans e un inhibidor eficaz da recristalización da aliaxe de aluminio, o que ten unha influencia obvia noa estrutura e as propiedades da aliaxe e mellora moito a súa resistencia, dureza, soldabilidade e resistencia á corrosión.

O escandio ten un bo efecto de fortalecemento da dispersión no aluminio e mantén unha estrutura estable non recristalizada no tratamento de traballo en quente ou recocido. Algunhas aliaxes son láminas laminadas en frío con gran deformación, que aínda manteñen esta estrutura mesmo despois do recocido. A inhibición do escandio na recristalización pode eliminar a estrutura de recristalización na zona da soldadura afectada pola calor. A estrutura do subgrano da matriz pode transferirse directamente á estrutura tal como foi fundida da soldadura, o que fai que a unión soldada da aliaxe de aluminio que contén escandio teña unha alta resistencia e resistencia á corrosión.

O efecto do escandio na resistencia á corrosión da aliaxe de aluminio tamén se debe ao refinamento do gran e á inhibición do proceso de recristalización.

A adición de escandio tamén pode facer que a aliaxe de aluminio teña unha boa superplasticidade, e o alongamento da aliaxe de aluminio con 0,5 % de escandio pode alcanzar o 1100 % despois do tratamento superplástico.

Polo tanto, espérase que a aliaxe Al-Sc se converta nunha nova xeración de materiais estruturais lixeiros para as industrias aeroespacial, aeronáutica e naval, que se usan principalmente para soldar pezas estruturais de carga de aeroespacial, aviación e naval, tubos de aliaxe de aluminio para ambientes corrosivos alcalinos, tanques de aceite ferroviarios, pezas estruturais clave de trens de alta velocidade, etc.

Perspectiva de aplicación:

A aliaxe de aluminio que contén escandio ten unha ampla perspectiva de aplicación en departamentos de alta tecnoloxía como a industria naval, aeroespacial, foguetes e mísiles, enerxía nuclear, etc. Ao engadir trazas de escandio, espérase desenvolver unha serie de materiais de aliaxe de aluminio de alto rendemento de nova xeración baseados na aliaxe de aluminio existente, como aliaxe de aluminio de ultra alta resistencia e alta tenacidade, aliaxe de aluminio resistente á corrosión de alta resistencia, aliaxe de aluminio resistente á irradiación de neutróns de alta resistencia, etc. Estas aliaxes terán unha perspectiva de aplicación moi atractiva nas industrias aeroespacial, de enerxía nuclear e de construción naval debido ás súas excelentes propiedades integrais, e tamén se poden usar en vehículos lixeiros e trens de alta velocidade. Polo tanto, a aliaxe de aluminio que contén escandio converteuse noutro material estrutural de aliaxe de aluminio de alto rendemento atractivo e máis competitivo despois da aliaxe de AlLi. China é rica en recursos de escandio e ten unha certa base para a investigación do escandio e a produción industrial, que segue sendo o principal exportador de óxido de escandio. O desenvolvemento de materiais de aliaxe de aluminio para a construción de alta tecnoloxía e defensa nacional en China ten unha importancia histórica, e pode aproveitar plenamente as vantaxes dos recursos de escandio en China e promover o desenvolvemento da industria do escandio e da economía nacional en China.