アルミニウムスカンジウム合金

スカンジウム遷移元素であり、希土類元素の一つです。柔らかさ、活性な化学的性質、高い導電性、低比重などの優れた特性を有しています。アルミニウム合金に添加すると、合金の強度、靭性などの特性を大幅に向上させることができます。これは、高強度、高耐熱性、高耐食性アルミニウム合金の開発のための新しいタイプの微量元素です。スカンジウムの融点は1541℃と非常に高いのに対し、アルミニウムの融点はわずか660℃であるため、2つの金属の融点があまりにも異なるため、スカンジウムは中間合金の形でアルミニウム合金に添加する必要があります。そのため、アルミニウム-スカンジウム中間合金は、アルミニウム-スカンジウム合金。

アルミニウム合金に微量のスカンジウム（0.15～0.5wt%）を添加すると、優れた合金化効果を発揮します。第一に、鋳造合金の結晶粒を著しく微細化し、アルミニウム合金の強力な結晶粒微細化剤となります。第二に、再結晶温度を250℃～280℃上昇させ、溶接熱影響部の再結晶組織を除去し、マトリックスの亜結晶粒組織が溶接部の鋳造組織に直接遷移することで、高温割れを防止し、アルミニウム合金の疲労破壊抵抗を向上させます。スカンジウムはアルミニウム合金の効果的な再結晶抑制剤であり、合金の構造と特性に大きな影響を与え、強度、硬度、弾性率、溶接性、耐熱性、耐食性、耐中性子照射損傷性を大幅に向上させます。現在、スカンジウムはアルミニウム合金の強度、硬度、弾性率、溶接性、耐熱性、耐食性、耐中性子照射損傷性を大幅に向上させることが知られています。アルミニウム-スカンジウム合金スカンジウムは750MPa以上に達し、弾性率は100GPaを超え、従来のアルミニウム合金より30%高い値となります。さらに、分散強化に優れた効果を発揮し、熱間加工や焼鈍処理の状態で安定した非再結晶組織を維持し、良好な熱間加工性と冷間加工性、高い熱安定性といった特徴を有します。さらに、アルミニウム合金に優れた超塑性を与えることができます。約0.5%のスカンジウムを添加したアルミニウム合金は、超塑性処理後、伸びが1100%に達することがあります。

上述のアルミニウム-スカンジウム合金の優れた機械的特性に基づき、従来のアルミニウム合金の強度上のボトルネックを打破し、良好な加工性を維持した新しいアルミニウム-スカンジウム合金製品が、欧米などの先進国市場で徐々に登場し始めています。アルミニウム-スカンジウム合金は、高強度、高靭性、軽量を特徴とする高性能新型アルミニウム合金であり、航空機構造部品、自転車フレーム、ゴルフクラブなどの理想的な材料です。また、船舶、航空、宇宙、原子力、兵器といった国防・軍事産業の最先端分野における、新世代の軽量・高性能アルミニウム合金構造材料でもあります。主に、航空宇宙、航空、船舶の耐荷重構造部品の溶接、アルカリ腐食性媒体環境用アルミニウム合金管、鉄道オイルタンク、高速鉄道の基幹部品などに使用され、航空宇宙、輸送、原子力、エレクトロニクス、包装容器などの分野で広く使用されています。

現在、世界には千種類以上のアルミニウム合金材料があり、人類の進歩に多大な貢献をしてきました。科学技術の発展と生活水準の向上に伴い、わが国は新たな高性能アルミニウム合金の開発を急務としています。低コストのスカンジウム-アルミニウム中間合金の開発は、これらの高性能材料の発展に確固たる基盤を築き、わが国のアルミニウム産業とスカンジウム産業の発展を大いに促進し、わが国のアルミニウム産業と国​​際アルミニウム産業の融合を促進することができます。したがって、アルミニウム-スカンジウム（中間）合金の準備プロジェクトは非常に重要な意義と必要性を有しており、将来のアルミニウム合金材料の発展にとって重要な方向です。

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