Una aleación de aluminio de alto rendimiento: aleación Al-Sc
La aleación Al-Sc es un tipo de aleación de aluminio de alto rendimiento. Hay varias formas de mejorar el rendimiento de la aleación de aluminio, entre las cuales el fortalecimiento y endurecimiento de las microaleaciones es el campo de frontera de la investigación de aleaciones de aluminio de alto rendimiento en los últimos 20 años.
El punto de fusión del escandio es 1541 ℃ y el del aluminio es 660 ℃, por lo que se debe agregar escandio a la aleación de aluminio en forma de aleación maestra, que es la materia prima clave para preparar aleaciones de aluminio que contienen escandio. Existen varios métodos para preparar aleaciones maestras, como el método de dopaje, el método de fluoruro de escandio, el método de reducción térmica del óxido de escandio, el método de electrólisis de sales fundidas, etc. “
El método de dopaje consiste en agregar directamente escandio metálico a la aleación de aluminio, lo cual es costoso, genera pérdidas por combustión en el proceso de fundición y un alto costo de la aleación maestra.
El fluoruro de hidrógeno tóxico se utiliza en la preparación de fluoruro de escandio mediante el método de reducción térmica del metal del fluoruro de escandio, que cuenta con equipos complejos y una alta temperatura de reducción térmica del metal.
La tasa de recuperación de escandio mediante la reducción térmica metálica del óxido de escandio es sólo del 80%;
El dispositivo de electrólisis de sales fundidas es complejo y la tasa de conversión no es alta.
Después de la comparación y selección, es más apropiado preparar la aleación maestra de Al-Sc utilizando el método de reducción térmica de Al-Mg con sal fundida ScCl.
Usos:
Agregar trazas de escandio a la aleación de aluminio puede promover el refinamiento del grano y aumentar la temperatura de recristalización en 250℃~280℃. Es un potente refinador de grano y un eficaz inhibidor de la recristalización de aleaciones de aluminio, lo que tiene una influencia evidente en elLa estructura y propiedades de la aleación mejora en gran medida su resistencia, dureza, soldabilidad y resistencia a la corrosión.
El escandio tiene un buen efecto fortalecedor de la dispersión sobre el aluminio y mantiene una estructura estable no recristalizada en tratamientos de recocido o trabajo en caliente. Algunas aleaciones son láminas laminadas en frío con gran deformación, que aún mantienen esta estructura incluso después del recocido. La inhibición del escandio en la recristalización puede eliminar la estructura de recristalización en la zona de la soldadura afectada por el calor. La estructura subgrano de la matriz se puede transferir directamente a la estructura fundida de la soldadura, lo que hace que la junta soldada de aleación de aluminio que contiene escandio tenga alta resistencia y resistencia a la corrosión.
El efecto del escandio sobre la resistencia a la corrosión de la aleación de aluminio también se debe al refinamiento del grano y a la inhibición del proceso de recristalización.
La adición de escandio también puede hacer que la aleación de aluminio tenga una buena superplasticidad, y el alargamiento de la aleación de aluminio con 0,5% de escandio puede alcanzar el 1100% después del tratamiento superplástico.
Por lo tanto, se espera que la aleación Al-Sc se convierta en una nueva generación de materiales estructurales livianos para las industrias aeroespacial, de aviación y naval, que se utilizan principalmente para soldar piezas estructurales de carga de la industria aeroespacial, de aviación y naval, tuberías de aleación de aluminio para ambientes medios corrosivos alcalinos. Tanques de petróleo ferroviarios, piezas estructurales clave de trenes de alta velocidad, etc.
Perspectiva de solicitud:
La aleación de aluminio que contiene Sc tiene una amplia perspectiva de aplicación en departamentos de alta tecnología como barcos, industria aeroespacial, cohetes y misiles, energía nuclear, etc. Al agregar trazas de escandio, se espera desarrollar una serie de productos de alto rendimiento de nueva generación. Materiales de aleación de aluminio basados en la aleación de aluminio existente, como aleación de aluminio de resistencia ultraalta y alta tenacidad, aleación de aluminio resistente a la corrosión de alta resistencia, aleación de aluminio resistente a la irradiación de neutrones de alta resistencia, etc. Estas aleaciones tendrán un aspecto muy atractivo. prospecto de solicitud en las industrias aeroespacial, de energía nuclear y de construcción naval debido a sus excelentes propiedades integrales, y también se puede utilizar en vehículos ligeros y trenes de alta velocidad. Por lo tanto, la aleación de aluminio que contiene escandio se ha convertido en otro material estructural de aleación de aluminio de alto rendimiento atractivo y más competitivo después de la aleación AlLi. China es rica en recursos de escandio y tiene una cierta base para la investigación y producción industrial de escandio, que sigue siendo el principal exportador de óxido de escandio. Es de gran importancia desarrollar materiales de aleación de aluminio para la construcción de alta tecnología y defensa nacional en China, y puede aprovechar al máximo las ventajas de los recursos de escandio en China y promover el desarrollo de la industria del escandio y la economía nacional en China. .
Hora de publicación: 24 de agosto de 2021