Eine Hochleistungsaluminiumlegierung: Al-Sc-Legierung

Eine Hochleistungsaluminiumlegierung: Al-Sc-Legierung

Die Al-Sc-Legierung ist eine Art Hochleistungsaluminiumlegierung. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Leistung von Aluminiumlegierungen zu verbessern, wobei die Mikrolegierungsverstärkung und -zähigkeit das Spitzengebiet der Forschung zu Hochleistungsaluminiumlegierungen in den letzten 20 Jahren ist.

Der Schmelzpunkt von Scandium liegt bei 1541℃ und der von Aluminium bei 660℃, daher muss Scandium der Aluminiumlegierung in Form einer Vorlegierung zugesetzt werden, die der Schlüsselrohstoff für die Herstellung einer scandiumhaltigen Aluminiumlegierung ist. Es gibt verschiedene Methoden zur Herstellung von Vorlegierungen, wie z. B. die Dotierungsmethode, Scandiumfluorid, die Methode der thermischen Reduktion von Scandiumoxidmetall, die Elektrolysemethode mit geschmolzenem Salz und so weiter. „

Die Dotierungsmethode besteht darin, Metallscandium direkt zu einer Aluminiumlegierung hinzuzufügen, was teuer ist, Verbrennungsverluste im Schmelzprozess verursacht und hohe Kosten für die Vorlegierung verursacht

Giftiger Fluorwasserstoff wird bei der Herstellung von Scandiumfluorid durch die thermische Metallreduktionsmethode von Scandiumfluorid verwendet, die über eine komplexe Ausrüstung und eine hohe thermische Metallreduktionstemperatur verfügt

Die Rückgewinnungsrate von Scandium durch thermische Metallreduktion von Scandiumoxid beträgt nur 80 %;

Das Elektrolysegerät für geschmolzenes Salz ist komplex und die Umwandlungsrate ist nicht hoch.

Nach dem Vergleich und der Auswahl ist es angemessener, eine Al-Sc-Vorlegierung mithilfe der thermischen Reduktionsmethode ScCl mit geschmolzenem Salz und Al-Mg herzustellen.

Verwendung:

Das Hinzufügen von Spuren von Scandium zu einer Aluminiumlegierung kann die Kornverfeinerung fördern und die Rekristallisationstemperatur um 250 erhöhen℃~280℃. Es ist ein leistungsstarker Kornverfeinerer und ein wirksamer Rekristallisationsinhibitor für Aluminiumlegierungen, der offensichtlich Einfluss auf die Oberfläche hatDie Struktur und Eigenschaften der Legierung werden verbessert und ihre Festigkeit, Härte, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit erheblich verbessert.

Scandium hat eine gute Dispersionsverstärkungswirkung auf Aluminium und behält bei der Warmumformung oder Glühbehandlung eine stabile, nicht rekristallisierte Struktur bei. Bei einigen Legierungen handelt es sich um kaltgewalzte Bleche mit großer Verformung, die diese Struktur auch nach dem Glühen noch beibehalten. Durch die Hemmung der Rekristallisation von Scandium kann die Rekristallisationsstruktur in der Wärmeeinflusszone der Schweißnaht beseitigt werden. Die Subkornstruktur der Matrix kann direkt auf die Struktur der Schweißnaht im Gusszustand übertragen werden, wodurch die Schweißverbindung eine scandiumhaltige Aluminiumlegierung aufweist hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Die Wirkung von Scandium auf die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen beruht auch auf der Kornverfeinerung und der Hemmung des Rekristallisationsprozesses.

Durch die Zugabe von Scandium kann die Aluminiumlegierung auch eine gute Superplastizität aufweisen, und die Dehnung einer Aluminiumlegierung mit 0,5 % Scandium kann nach superplastischer Behandlung 1100 % erreichen.

Daher wird erwartet, dass die Al-Sc-Legierung eine neue Generation leichter Strukturmaterialien für die Luft- und Raumfahrt-, Luftfahrt- und Schiffsindustrie wird, die hauptsächlich zum Schweißen von tragenden Strukturteilen in der Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt und Schifffahrt sowie für Aluminiumlegierungsrohre für alkalische korrosive Medienumgebungen verwendet werden. Eisenbahnöltanks, wichtige Strukturteile von Hochgeschwindigkeitszügen usw

Bewerbungsaussicht:

Sc-haltige Aluminiumlegierungen haben breite Anwendungsaussichten in High-Tech-Bereichen wie der Schifffahrt, der Luft- und Raumfahrtindustrie, Raketen und Flugkörpern, der Kernenergie usw. Durch die Zugabe von Spuren von Scandium besteht die Hoffnung, eine Reihe von Hochleistungsprodukten der neuen Generation zu entwickeln Aluminiumlegierungsmaterialien, die auf der vorhandenen Aluminiumlegierung basieren, wie z. B. Aluminiumlegierungen mit ultrahoher Festigkeit und hoher Zähigkeit, hochfeste korrosionsbeständige Aluminiumlegierungen, hochfeste neutronenbestrahlungsbeständige Aluminiumlegierungen usw. Diese Legierungen werden sehr attraktiv sein Anwendung Aufgrund ihrer hervorragenden Gesamteigenschaften sind sie in der Luft- und Raumfahrt-, Kernenergie- und Schiffbauindustrie interessant und können auch in Leichtfahrzeugen und Hochgeschwindigkeitszügen eingesetzt werden. Daher ist die scandiumhaltige Aluminiumlegierung nach der AlLi-Legierung zu einem weiteren attraktiven und wettbewerbsfähigsten Hochleistungs-Strukturmaterial aus Aluminiumlegierung geworden. China ist reich an Scandiumressourcen und verfügt über eine gewisse Grundlage für die Scandiumforschung und Industrieproduktion, die immer noch der Hauptexporteur ist Scandiumoxid. Die Entwicklung von Aluminiumlegierungsmaterialien für den Hightech- und Landesverteidigungsbau in China ist von bahnbrechender Bedeutung und kann die Vorteile der Scandiumressourcen in China voll ausnutzen und die Entwicklung der Scandiumindustrie und der Volkswirtschaft in China fördern .