Un alliage d'aluminium haute performance : l'alliage Al-Sc

Un alliage d'aluminium haute performance : l'alliage Al-Sc

L'alliage Al-Sc est une sorte d'alliage d'aluminium haute performance. Il existe plusieurs façons d'améliorer les performances des alliages d'aluminium, parmi lesquelles le renforcement et la trempe des micro-alliages constituent le domaine pionnier de la recherche sur les alliages d'aluminium de haute performance au cours des 20 dernières années.

Le point de fusion du scandium est de 1541 ℃ et celui de l'aluminium est de 660 ℃, le scandium doit donc être ajouté à l'alliage d'aluminium sous forme d'alliage maître, qui est la matière première clé pour la préparation de l'alliage d'aluminium contenant du scandium. Il existe plusieurs méthodes pour préparer des alliages maîtres, telles que la méthode de dopage, le fluorure de scandium, la méthode de réduction thermique de l'oxyde de scandium métallique, la méthode d'électrolyse des sels fondus, etc. "

La méthode de dopage consiste à ajouter directement du scandium métallique à l'alliage d'aluminium, ce qui est coûteux, entraîne une perte de combustion lors du processus de fusion et un coût élevé de l'alliage maître.

Le fluorure d'hydrogène toxique est utilisé dans la préparation du fluorure de scandium par la méthode de réduction thermique des métaux du fluorure de scandium, qui dispose d'un équipement complexe et d'une température de réduction thermique des métaux élevée.

Le taux de récupération du scandium par réduction thermique métallique de l'oxyde de scandium n'est que de 80 % ;

Le dispositif d'électrolyse des sels fondus est complexe et le taux de conversion n'est pas élevé.

Après comparaison et sélection, il est plus approprié de préparer l’alliage maître Al-Sc en utilisant la méthode de réduction thermique Al-Mg au sel fondu ScCl.

Utilisations :

L'ajout de traces de scandium à l'alliage d'aluminium peut favoriser le raffinement du grain et augmenter la température de recristallisation de 250℃~280℃. C'est un puissant raffineur de grain et un inhibiteur efficace de recristallisation pour l'alliage d'aluminium, qui a une influence évidente sur lee structure et propriétés de l'alliage et améliore considérablement sa résistance, sa dureté, sa soudabilité et sa résistance à la corrosion.

Le scandium a un bon effet de renforcement de la dispersion sur l'aluminium et maintient une structure non recristallisée stable lors du traitement de travail à chaud ou de recuit. Certains alliages sont des tôles laminées à froid avec une grande déformation, qui conservent cette structure même après recuit. L'inhibition du scandium lors de la recristallisation peut éliminer la structure de recristallisation dans la zone de soudure affectée par la chaleur. La structure du sous-grain de la matrice peut être directement transférée à la structure telle que coulée de la soudure, ce qui confère au joint soudé en alliage d'aluminium contenant du scandium haute résistance et résistance à la corrosion.

L'effet du scandium sur la résistance à la corrosion de l'alliage d'aluminium est également dû au raffinement des grains et à l'inhibition du processus de recristallisation.

L'ajout de scandium peut également donner à l'alliage d'aluminium une bonne superplasticité, et l'allongement de l'alliage d'aluminium avec 0,5 % de scandium peut atteindre 1 100 % après traitement superplastique.

Par conséquent, l'alliage Al-Sc devrait devenir une nouvelle génération de matériaux structurels légers pour les industries de l'aérospatiale, de l'aviation et des navires, qui sont principalement utilisés pour le soudage de pièces structurelles chargées de l'aérospatiale, de l'aviation et des navires, des tuyaux en alliage d'aluminium pour un environnement alcalin corrosif, réservoirs de pétrole ferroviaires, éléments structurels clés des trains à grande vitesse, etc.

Perspective de candidature :

L'alliage d'aluminium contenant du Sc a de larges perspectives d'application dans les départements de haute technologie tels que les navires, l'industrie aérospatiale, les fusées et missiles, l'énergie nucléaire, etc. En ajoutant des traces de scandium, on espère développer une série de hautes performances de nouvelle génération matériaux en alliage d'aluminium basés sur l'alliage d'aluminium existant, tels que l'alliage d'aluminium à ultra haute résistance et haute ténacité, l'alliage d'aluminium à haute résistance résistant à la corrosion, l'alliage d'aluminium à haute résistance résistant à l'irradiation neutronique, etc. perspectives d'application dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'énergie nucléaire et de la construction navale en raison de leurs excellentes propriétés complètes, et peuvent également être utilisés dans les véhicules légers et les trains à grande vitesse. Par conséquent, l'alliage d'aluminium contenant du scandium est devenu un autre matériau structurel en alliage d'aluminium de haute performance attrayant et le plus compétitif après l'alliage AlLi. La Chine est riche en ressources en scandium et dispose d'une certaine base pour la recherche et la production industrielle de scandium, qui est toujours le principal exportateur de oxyde de scandium. Il est d'une importance historique de développer des matériaux en alliage d'aluminium pour la construction de haute technologie et de défense nationale en Chine, et cela peut permettre à l'AlSc de tirer pleinement parti des avantages des ressources en scandium en Chine et de promouvoir le développement de l'industrie du scandium et de l'économie nationale en Chine. .