Una lega di alluminio ad alte prestazioni: lega Al-Sc

Una lega di alluminio ad alte prestazioni: lega Al-Sc

La lega Al-Sc è un tipo di lega di alluminio ad alte prestazioni. Esistono diversi modi per migliorare le prestazioni della lega di alluminio, tra cui il rinforzo e la tenacità tramite microlegatura, che rappresentano il campo di frontiera della ricerca sulle leghe di alluminio ad alte prestazioni degli ultimi 20 anni.

Il punto di fusione dello scandio è 1541 °C, mentre quello dell'alluminio è 660 °C, quindi lo scandio deve essere aggiunto alla lega di alluminio sotto forma di lega madre, che è la materia prima fondamentale per la preparazione di leghe di alluminio contenenti scandio. Esistono diversi metodi per preparare leghe madri, come il drogaggio, il fluoruro di scandio, la riduzione termica dell'ossido di scandio, l'elettrolisi a sali fusi e così via.

Il metodo di drogaggio consiste nell'aggiungere direttamente scandio metallico alla lega di alluminio, il che è costoso, con perdite dovute alla combustione nel processo di fusione e costi elevati della lega madre.

Il fluoruro di idrogeno tossico viene utilizzato nella preparazione del fluoruro di scandio mediante il metodo di riduzione termica del metallo del fluoruro di scandio, che richiede apparecchiature complesse e un'elevata temperatura di riduzione termica del metallo.

Il tasso di recupero dello scandio mediante riduzione termica dell'ossido di scandio è solo dell'80%;

Il dispositivo di elettrolisi a sali fusi è complesso e il tasso di conversione non è elevato.

Dopo il confronto e la selezione, è più appropriato preparare la lega madre Al-Sc utilizzando il metodo di riduzione termica Al-Mg con sale fuso ScCl.

Usi:

L'aggiunta di tracce di scandio alla lega di alluminio può favorire la raffinazione del grano e aumentare la temperatura di ricristallizzazione di 250°C~280°CÈ un potente raffinatore di grano e un efficace inibitore della ricristallizzazione per la lega di alluminio, che ha un'influenza evidente sula struttura e le proprietà della lega, migliorandone notevolmente la resistenza, la durezza, la saldabilità e la resistenza alla corrosione.

Lo scandio ha un buon effetto di rinforzo della dispersione sull'alluminio e mantiene una struttura stabile non ricristallizzata durante la lavorazione a caldo o il trattamento di ricottura. Alcune leghe sono lamiere laminate a freddo con elevata deformazione, che mantengono questa struttura anche dopo la ricottura. L'inibizione dello scandio durante la ricristallizzazione può eliminare la struttura di ricristallizzazione nella zona termicamente alterata della saldatura. La struttura subgrano della matrice può essere trasferita direttamente alla struttura grezza della saldatura, il che conferisce al giunto saldato in lega di alluminio contenente scandio un'elevata resistenza e resistenza alla corrosione.

L'effetto dello scandio sulla resistenza alla corrosione della lega di alluminio è dovuto anche all'affinamento del grano e all'inibizione del processo di ricristallizzazione.

L'aggiunta di scandio può inoltre conferire alla lega di alluminio una buona superplasticità e l'allungamento della lega di alluminio con lo 0,5% di scandio può raggiungere l'1100% dopo il trattamento superplastico.

Pertanto, si prevede che la lega Al-Sc diventi una nuova generazione di materiali strutturali leggeri per i settori aerospaziale, aeronautico e navale, utilizzati principalmente per la saldatura di parti strutturali di carico dei settori aerospaziale, aeronautico e navale, tubi in lega di alluminio per ambienti con mezzi corrosivi alcalini, serbatoi di petrolio ferroviari, parti strutturali chiave di treni ad alta velocità, ecc.

Prospettive di applicazione:

Le leghe di alluminio contenenti Sc hanno ampie prospettive di applicazione in settori ad alta tecnologia come l'industria navale, aerospaziale, missilistica, nucleare, ecc. Aggiungendo tracce di scandio, si spera di sviluppare una serie di materiali in lega di alluminio ad alte prestazioni di nuova generazione basati sulle leghe di alluminio esistenti, come leghe di alluminio ad altissima resistenza e tenacità, leghe di alluminio ad alta resistenza resistenti alla corrosione, leghe di alluminio ad alta resistenza resistenti all'irradiazione neutronica e così via. Queste leghe avranno un'ottima prospettiva applicativa nei settori aerospaziale, nucleare e cantieristico grazie alle loro eccellenti proprietà complete e possono essere utilizzate anche in veicoli leggeri e treni ad alta velocità. Pertanto, le leghe di alluminio contenenti scandio sono diventate un altro materiale strutturale in lega di alluminio ad alte prestazioni interessante e competitivo dopo la lega AlLi. La Cina è ricca di risorse di scandio e ha solide basi per la ricerca e la produzione industriale di scandio, rimanendo ancora il principale esportatore di ossido di scandio. Lo sviluppo di materiali in lega di alluminio per l'alta tecnologia e per la difesa nazionale in Cina riveste un'importanza epocale, e può sfruttare appieno i vantaggi delle risorse di scandio in Cina e promuovere lo sviluppo dell'industria dello scandio e dell'economia nazionale in Cina.