Wysokowydajny stop aluminium: stop Al-Sc

Wysokowydajny stop aluminium: stop Al-Sc

Stop Al-Sc jest rodzajem wysokowydajnego stopu aluminium. Istnieje kilka sposobów na poprawę wydajności stopu aluminium, wśród których mikrostopowe wzmacnianie i hartowanie jest pionierską dziedziną badań nad wysokowydajnymi stopami aluminium w ostatnich 20 latach.

Temperatura topnienia skandu wynosi 1541℃, a aluminium 660℃, dlatego skand musi być dodany do stopu aluminium w formie stopu podstawowego, który jest kluczowym surowcem do przygotowania stopu aluminium zawierającego skand. Istnieje kilka metod przygotowywania stopów podstawowych, takich jak metoda domieszkowania, fluorek skandu, metoda redukcji termicznej metalu tlenku skandu, metoda elektrolizy stopionej soli i tak dalej.

Metoda domieszkowania polega na bezpośrednim dodaniu skandu do stopu aluminium, co jest kosztowne, powoduje straty podczas spalania w procesie wytopu i wysoki koszt stopu podstawowego

Toksyczny fluorowodór jest stosowany w procesie otrzymywania fluorku skandu metodą redukcji termicznej fluorku skandu, która wymaga skomplikowanego sprzętu i wysokiej temperatury redukcji termicznej metalu

Stopień odzysku skandu poprzez termiczną redukcję tlenku skandu wynosi zaledwie 80%;

Urządzenie do elektrolizy stopionej soli jest skomplikowane, a stopień konwersji nie jest wysoki.

Po porównaniu i dokonaniu wyboru bardziej odpowiednie jest przygotowanie stopu bazowego Al-Sc metodą redukcji termicznej stopionych soli ScCl Al-Mg.

Zastosowania:

Dodanie śladowych ilości skandu do stopu aluminium może przyspieszyć rozdrobnienie ziarna i zwiększyć temperaturę rekrystalizacji o 250℃~280℃. Jest to silny środek do rafinacji ziarna i skuteczny inhibitor rekrystalizacji stopu aluminium, co ma oczywisty wpływ naPoprawia strukturę i właściwości stopu, znacznie zwiększając jego wytrzymałość, twardość, spawalność i odporność na korozję.

Skand ma dobry efekt wzmocnienia dyspersyjnego na aluminium i utrzymuje stabilną nierekrystalizowaną strukturę podczas obróbki plastycznej na gorąco lub wyżarzania. Niektóre stopy to zimnowalcowane arkusze o dużej deformacji, które nadal zachowują tę strukturę nawet po wyżarzaniu. Hamowanie skandu podczas rekrystalizacji może wyeliminować strukturę rekrystalizacji w strefie wpływu ciepła spoiny. Struktura podziarnowa matrycy może być bezpośrednio przeniesiona na strukturę spoiny w stanie odlanym, co sprawia, że ​​spawane złącze stopu aluminium zawierającego skand ma wysoką wytrzymałość i odporność na korozję.

Wpływ skandu na odporność korozyjną stopu aluminium wynika również z rozdrobnienia ziarna i zahamowania procesu rekrystalizacji.

Dodatek skandu może również sprawić, że stop aluminium będzie miał dobrą nadplastyczność, a wydłużenie stopu aluminium z 0,5% skandu może osiągnąć 1100% po obróbce nadplastycznej.

Dlatego oczekuje się, że stop Al-Sc stanie się nową generacją lekkich materiałów konstrukcyjnych dla przemysłu lotniczego, kosmicznego i okrętowego, które są głównie wykorzystywane do spawania obciążonych elementów konstrukcyjnych w przemyśle lotniczym, kosmicznym i okrętowym, rur ze stopów aluminium do środowiska alkalicznego i korozyjnego, zbiorników oleju w pociągach, kluczowych elementów konstrukcyjnych pociągów dużych prędkości itp.

Perspektywy aplikacji:

Stop aluminium zawierający Sc ma szerokie perspektywy zastosowania w działach high-tech, takich jak przemysł okrętowy, lotniczy, rakietowy i pociskowy, energetyka jądrowa itp. Dodając śladowe ilości skandu, mamy nadzieję opracować serię nowej generacji wysokowydajnych stopów aluminium opartych na istniejącym stopie aluminium, takich jak ultrawytrzymały i wysoce wytrzymały stop aluminium, wysokowytrzymały odporny na korozję stop aluminium, wysokowytrzymały odporny na promieniowanie neutronowe stop aluminium itd. Stopy te będą miały bardzo atrakcyjne perspektywy zastosowania w przemyśle lotniczym, energetycznym i stoczniowym ze względu na ich doskonałe kompleksowe właściwości, a także mogą być stosowane w lekkich pojazdach i pociągach dużych prędkości. Dlatego stop aluminium zawierający skand stał się kolejnym atrakcyjnym i najbardziej konkurencyjnym wysokowydajnym materiałem konstrukcyjnym ze stopu aluminium po stopie AlLi. Chiny są bogate w zasoby skandu i mają pewne podstawy do badań nad skandem i produkcji przemysłowej, co nadal jest głównym eksporterem tlenku skandu. Opracowanie stopów aluminium dla chińskiego budownictwa high-tech i obrony narodowej ma epokowe znaczenie i może w pełni wykorzystać zalety zasobów skandu w Chinach, a także przyczynić się do rozwoju przemysłu skandowego i gospodarki narodowej w Chinach.