Un aliatge d'alumini d'alt rendiment: aliatge Al-Sc
L'aliatge Al-Sc és un tipus d'aliatge d'alumini d'alt rendiment. Hi ha diverses maneres de millorar el rendiment de l'aliatge d'alumini, entre les quals l'enfortiment i l'enduriment de microaliatges és el camp fronterer de la investigació d'aliatges d'alumini d'alt rendiment en els darrers 20 anys.
El punt de fusió de l'escandi és de 1541 ℃ i el de l'alumini és de 660 ℃, per la qual cosa l'escandi s'ha d'afegir a l'aliatge d'alumini en forma d'aliatge mestre, que és la matèria primera clau per preparar aliatges d'alumini que contenen escandi. Hi ha diversos mètodes per preparar aliatges mestres, com ara el mètode de dopatge, el fluorur d'escandi, el mètode de reducció tèrmica de metall d'òxid d'escandi, el mètode d'electròlisi de sals foses, etc.
El mètode de dopatge consisteix a afegir directament escandi metàl·lic a l'aliatge d'alumini, cosa que és cara, amb pèrdues de cremades en el procés de fusió i un cost elevat de l'aliatge mestre.
El fluorur d'hidrogen tòxic s'utilitza en la preparació de fluorur d'escandi mitjançant el mètode de reducció tèrmica de metalls, que compta amb equips complexos i una alta temperatura de reducció tèrmica de metalls.
La taxa de recuperació de l'escandi per reducció tèrmica metàl·lica de l'òxid d'escandi és només del 80%;
El dispositiu d'electròlisi de sals foses és complex i la taxa de conversió no és alta.
Després de la comparació i la selecció, és més apropiat preparar l'aliatge mestre Al-Sc mitjançant el mètode de reducció tèrmica d'Al-Mg amb sals foses de ScCl.
Usos:
Afegir traces d'escandi a l'aliatge d'alumini pot promoure el refinament del gra i augmentar la temperatura de recristal·lització en 250.℃~280℃És un potent refinador de gra i un inhibidor de recristal·lització eficaç per a l'aliatge d'alumini, que té una influència òbvia enl'estructura i les propietats de l'aliatge i millora considerablement la seva resistència, duresa, soldabilitat i resistència a la corrosió.
L'escandi té un bon efecte de reforç de la dispersió sobre l'alumini i manté una estructura estable no recristal·litzada en el treball en calent o el tractament de recuit. Alguns aliatges són làmines laminades en fred amb una gran deformació, que encara mantenen aquesta estructura fins i tot després del recuit. La inhibició de l'escandi durant la recristal·lització pot eliminar l'estructura de recristal·lització a la zona de soldadura afectada per la calor. L'estructura del subgranular de la matriu es pot transferir directament a l'estructura tal com s'ha fos de la soldadura, cosa que fa que la unió soldada d'aliatge d'alumini que conté escandi tingui una alta resistència i resistència a la corrosió.
L'efecte de l'escandi sobre la resistència a la corrosió de l'aliatge d'alumini també es deu al refinament del gra i a la inhibició del procés de recristal·lització.
L'addició d'escandi també pot fer que l'aliatge d'alumini tingui una bona superplasticitat, i l'allargament de l'aliatge d'alumini amb un 0,5% d'escandi pot arribar al 1100% després del tractament superplàstic.
Per tant, s'espera que l'aliatge Al-Sc esdevingui una nova generació de materials estructurals lleugers per a les indústries aeroespacial, aeronàutica i naval, que s'utilitzen principalment per soldar peces estructurals de càrrega d'aeroespacial, aviació i naval, canonades d'aliatge d'alumini per a entorns corrosius alcalins, dipòsits d'oli ferroviari, peces estructurals clau de trens d'alta velocitat, etc.
Perspectiva d'aplicació:
L'aliatge d'alumini que conté Sc té una àmplia perspectiva d'aplicació en departaments d'alta tecnologia com ara la indústria naval, aeroespacial, coets i míssils, energia nuclear, etc. En afegir traces d'escandi, s'espera desenvolupar una sèrie de materials d'aliatge d'alumini d'alt rendiment de nova generació basats en l'aliatge d'alumini existent, com ara aliatges d'alumini d'ultraalta resistència i alta tenacitat, aliatges d'alumini resistents a la corrosió d'alta resistència, aliatges d'alumini resistents a la irradiació de neutrons d'alta resistència, etc. Aquests aliatges tindran una perspectiva d'aplicació molt atractiva en les indústries aeroespacial, d'energia nuclear i de construcció naval a causa de les seves excel·lents propietats integrals, i també es poden utilitzar en vehicles lleugers i trens d'alta velocitat. Per tant, l'aliatge d'alumini que conté escandi s'ha convertit en un altre material estructural d'aliatge d'alumini d'alt rendiment atractiu i més competitiu després de l'aliatge AlLi. La Xina és rica en recursos d'escandi i té una certa base per a la investigació i la producció industrial d'escandi, que continua sent el principal exportador d'òxid d'escandi. El desenvolupament de materials d'aliatge d'alumini per a la construcció d'alta tecnologia i defensa nacional a la Xina té una importància epocal, i això pot aprofitar al màxim els avantatges dels recursos d'escandi a la Xina i promoure el desenvolupament de la indústria de l'escandi i l'economia nacional a la Xina.
Data de publicació: 04-07-2022