Kõrgjõudlusega alumiiniumisulam: Al-Sc sulam

Kõrgjõudlusega alumiiniumisulam: Al-Sc sulam

Al-Sc sulam on kõrgjõudlusega alumiiniumisulam. Alumiiniumsulamite jõudlust saab parandada mitmel viisil, mille hulgas on mikrolegeerimine, tugevdamine ja karastamine viimase 20 aasta kõrgjõudlusega alumiiniumisulamite uuringute esirinnas.

Skandiumi sulamistemperatuur on 1541 ℃ ja alumiiniumi oma 660 ℃, seega tuleb skandiumi alumiiniumisulamile lisada põhisulami kujul, mis on skandiumi sisaldava alumiiniumisulami valmistamise peamine tooraine. Põhisulamite valmistamiseks on mitu meetodit, näiteks dopeerimismeetod, skandiumfluoriid, skandiumoksiidi metalli termilise redutseerimise meetod, sulatatud soola elektrolüüsi meetod jne.

Dopingumeetod on metalli skandiumi otsene lisamine alumiiniumisulamile, mis on kallis, põhjustab sulatamisprotsessis põletuskadu ja põhisulami kõrget hinda.

Skandiumfluoriidi valmistamisel kasutatakse skandiumfluoriidi metalli termilise redutseerimise meetodil mürgist vesinikfluoriidi, millel on keerukas varustus ja kõrge metalli termilise redutseerimise temperatuur.

Skandiumi taaskasutusmäär skandiumoksiidi metalli termilise redutseerimise teel on ainult 80%;

Sula soola elektrolüüsi seade on keeruline ja konversioonimäär ei ole kõrge.

Pärast võrdlemist ja valikut on sobivam valmistada Al-Sc põhisulam ScCl sulasoola Al-Mg termilise redutseerimise meetodil.

Kasutusalad:

Alumiiniumsulamile skandiumi jälgede lisamine võib soodustada terade peenenemist ja suurendada rekristallisatsioonitemperatuuri 250 kraadi võrra.℃~280℃See on võimas teravilja rafineerija ja efektiivne alumiiniumisulamite ümberkristalliseerumise inhibiitor, millel on ilmne mõjusulami struktuuri ja omadusi ning parandab oluliselt selle tugevust, kõvadust, keevitatavust ja korrosioonikindlust.

Skandiumil on alumiiniumile hea dispersiooni tugevdav toime ning see säilitab kuumtöötlemisel või lõõmutamisel stabiilse rekristalliseerumata struktuuri. Mõned sulamid on külmvaltsitud lehed, millel on suur deformatsioon ja mis säilitavad selle struktuuri ka pärast lõõmutamist. Skandiumi pärssimine rekristalliseerumise ajal võib kõrvaldada rekristalliseerumisstruktuuri keevisõmbluse kuummõjutsoonis. Maatriksi alamteraline struktuur saab otse üle kanda keevisõmbluse valuvormi struktuurile, mis muudab skandiumi sisaldava alumiiniumisulamist keevisliite kõrgeks tugevuseks ja korrosioonikindluseks.

Skandiumi mõju alumiiniumisulami korrosioonikindlusele tuleneb ka terade peenestamisest ja rekristalliseerumisprotsessi pärssimisest.

Skandiumi lisamine võib muuta alumiiniumisulami ka hea superplastilisusega ning 0,5% skandiumi sisaldusega alumiiniumisulami venivus pärast superplastilist töötlemist võib ulatuda 1100%-ni.

Seetõttu eeldatakse, et Al-Sc sulamist saab uue põlvkonna kerge konstruktsioonimaterjal lennundus-, lennundus- ja laevatööstusele, mida kasutatakse peamiselt lennunduse, lennunduse ja laevanduse koormuskonstruktsioonide osade keevitamiseks, alumiiniumisulamist torude jaoks leeliselise söövitava keskkonna jaoks, raudteeõlipaakides, kiirrongide peamistes konstruktsiooniosades jne.

Kandideerimise väljavaade:

Sc-d sisaldaval alumiiniumisulamil on laialdased rakendusvõimalused kõrgtehnoloogilistes valdkondades, nagu laevandus, lennundus, raketid ja raketid, tuumaenergia jne. Skandiumi jälgede lisamisega on lootust arendada olemasoleva alumiiniumisulamil põhinevaid uue põlvkonna kõrgjõudlusega alumiiniumisulamist materjale, näiteks ülikõrge tugevusega ja suure sitkusega alumiiniumisulam, ülitugev korrosioonikindel alumiiniumisulam, ülitugev neutronkiirgusele vastupidav alumiiniumisulam jne. Need sulamid pakuvad oma suurepäraste omaduste tõttu väga atraktiivseid rakendusvõimalusi lennunduses, tuumaenergias ja laevaehituses ning neid saab kasutada ka kergsõidukites ja kiirrongides. Seetõttu on skandiumi sisaldav alumiiniumisulam muutunud pärast AlLi sulamit veel üheks atraktiivseks ja konkurentsivõimelisemaks kõrgjõudlusega alumiiniumisulamist konstruktsioonimaterjaliks. Hiina on rikas skandiumi ressursside poolest ning tal on kindel alus skandiumi uurimiseks ja tööstuslikuks tootmiseks, olles endiselt skandiumoksiidi peamine eksportija. Alumiiniumisulamite materjalide väljatöötamine kõrgtehnoloogiliseks ja riigikaitseliseks ehituseks Hiinas on ajastutruu tähtsusega ning see võib AlSc abil täielikult ära kasutada Hiina skandiumiressursside eeliseid ja edendada skandiumitööstuse ja rahvamajanduse arengut Hiinas.