高性能アルミニウム合金：Al-Sc合金

高性能アルミニウム合金：Al-Sc合金

Al-Sc合金は、高性能アルミニウム合金の一種です。アルミニウム合金の性能を向上させる方法はいくつかありますが、その中でもマイクロアロイ強化と靭性向上は、ここ 20 年間の高性能アルミニウム合金研究の最前線分野です。

スカンジウムの融点は1541℃、アルミニウムの融点は660℃であるため、スカンジウムを母合金の形でアルミニウム合金に添加する必要があり、これがスカンジウムを含むアルミニウム合金を製造するための重要な原料となります。母合金を調製するには、ドーピング法、フッ化スカンジウム、酸化スカンジウム金属熱還元法、溶融塩電解法などのいくつかの方法があります。「

ドーピング方法はアルミニウム合金に金属スカンジウムを直接添加する方法ですが、高価で、製錬工程での焼損が発生し、母合金のコストが高くなります。

有毒なフッ化水素は、複雑な装置と高い金属熱還元温度を有するフッ化スカンジウムの金属熱還元法によるフッ化スカンジウムの調製に使用されます。

酸化スカンジウムの金属熱還元によるスカンジウムの回収率はわずか80%です。

溶融塩電解装置は複雑であり、変換率は高くない。

比較および選択した後、ScCl溶融塩Al-Mg熱還元法を使用してAl-Sc母合金を調製することがより適切です。

用途:

アルミニウム合金に微量のスカンジウムを添加すると、結晶粒の微細化が促進され、再結晶温度が250℃上昇します。℃～280℃。これは、アルミニウム合金の強力な結晶粒微細化剤であり、効果的な再結晶抑制剤であり、アルミニウム合金の表面に明らかな影響を与えます。合金の構造と特性を改善し、強度、硬度、溶接性、耐食性を大幅に向上させます。

スカンジウムはアルミニウムに対して優れた分散強化効果を持ち、熱間加工や焼鈍処理においても安定した非再結晶組織を維持します。一部の合金は、大きな変形を伴う冷間圧延シートであり、焼きなまし後もこの構造を維持します。再結晶におけるスカンジウムの阻害により、溶接の熱影響部の再結晶構造が除去されます。マトリックスのサブグレイン構造が溶接の鋳放し構造に直接転写され、スカンジウムを含むアルミニウム合金の溶接継手は次のようになります。高い強度と耐食性。

アルミニウム合金の耐食性に対するスカンジウムの効果は、結晶粒の微細化と再結晶プロセスの阻害によるものでもあります。

スカンジウムを添加すると、アルミニウム合金に良好な超塑性を持たせることができ、0.5%のスカンジウムを含むアルミニウム合金の超塑性処理後の伸びは1100%に達することができます。

したがって、Al-Sc合金は、航空宇宙、航空、船舶産業向けの新世代の軽量構造材料として期待されており、主に航空宇宙、航空、船舶の負荷構造部品、アルカリ腐食性媒体環境用のアルミニウム合金パイプの溶接に使用されます。鉄道石油タンク、高速鉄道の主要構造部品など

アプリケーションの見通し:

Sc 含有アルミニウム合金は、船舶、航空宇宙産業、ロケットおよびミサイル、原子力エネルギーなどのハイテク部門での幅広い応用の可能性を秘めています。微量のスカンジウムを添加することにより、一連の新世代の高性能合金の開発が期待されています。超高強度・高靱性アルミニウム合金、高強度耐食アルミニウム合金、高強度中性子照射耐性アルミニウム合金など、既存のアルミニウム合金をベースとしたアルミニウム合金材料。これらの合金は非常に魅力的なものとなります。優れた総合特性から航空宇宙、原子力、造船業界での応用が期待されており、軽自動車や高速鉄道にも使用可能です。したがって、スカンジウム含有アルミニウム合金は、AlLi合金に次ぐもう1つの魅力的で最も競争力のある高性能アルミニウム合金構造材料となっています。中国はスカンジウム資源が豊富で、スカンジウム研究と工業生産の一定の基盤を有しており、現在でもスカンジウムの主要輸出国です。酸化スカンジウム。中国におけるハイテク建設や国防建設用のアルミニウム合金材料の開発は画期的な意義があり、AlScは中国のスカンジウム資源の利点を最大限に発揮し、中国のスカンジウム産業と国​​民経済の発展を促進することができる。 。