новое поколение высокопроизводительного алюминиевого сплава - алюминий -сплав

【резюме】: алюминиевый сплав является важным инженерным материалом для национального экономического строительства и безопасности. по мере того, как мировые алюминиевые сплавные материалы развиваются в направлении высокопроизводительных направлений, таких как высокая прочность и высокая прочность, в дополнение к удовлетворению потребностей военных отраслей, таких как аэрокосмическая промышленность и некоторые специальные промышленные сектора, также развивается серия новых гражданских алюминиевых сплавных материалов с различными свойствами и функциями, которые могут соответствовать различным условиям и использованию. алюминий в течение длительного времени был важным основным материалом для аэрокосмической техники из -за его низкой плотности и стоимости. тем не менее, производительность чистого алюминия не может отвечать требованиям аэрокосмических материалов для прочности, прочности и коррозионной стойкости во многих случаях, поэтому люди пытаются добавить различные элементы сплава в чистый алюминий для повышения производительности алюминиевых материалов. однако до сих пор некоторые ключевые технологии для подготовки высокопроизводительных алюминиевых сплавов в китае не имеют прорывов. высокопроизводительные материалы алюминиевого сплава, необходимые для многих ключевых моделей, все еще полагаются на импорт. исследование и разработки высокопроизводительных алюминиевых сплавов должны быть дополнительно улучшены, а исследование сплавов с алюминиевым скандалом принесла новые возможности для алюминиевых сплавов!

1. обзор алюминиевого сплава

скандий, элемент символ sc, атомный номер 21, является первым элементом перехода в четвертом периоде периодической таблицы и принадлежит группе iiib. алюминий, символ элемента, атомный номер 13 в периодической таблице представляет собой металлический элемент в группе iiia, с относительной плотностью 2,7 г/см сегодня, температурой плавления 660 ℃ и темой кипения 2327 ℃.

рисунок 1 введение в скандий

китай стал крупнейшим производителем и потребителем алюминиевой промышленности, но все еще находился в середине и нижней части цепочки алюминиевой промышленности. существует мало высококлассных сплавных материалов, независимо разработанных, и высококлассные продукты в значительной степени зависят от импорта. высококачественные алюминиевые сплавы, представленные серией al-cu и al-zn, имеют замечательные характеристики, такие как высокая прочность и хорошие кастинги. тем не менее, стоимость использования редких элементов немного высока, ограничивая применение алюминиевых сплавов. since the 1990s, russia has invested heavily in the development of aluminum-scandium alloys, currently in a leading position in the world aluminum-scandium alloy market, with 10 series and 40 grades of aluminum-scandium alloys, and has formed ai-mg-sc, ai-zn-mg-sc, ai-zn-mg-cu-sc, ai-mg-li-sc, and ai-cu-mg-sc series deformed aluminum сплавы, а содержание скандия составляет всего от 0,18% до 0,5%. китай начал поздно в развитии алюминиевых сплавов-сплавов и в настоящее время имеет только два класса, что является большим разрывом по сравнению с россией.

в 2020 году резервы в мире sc составляют около 2200 кт, из которых от 90% до 95% встречаются в боксите, фосфорите и ильмените, в основном распределенных в россии и китае. pure sc-серебряный белый с небольшим желтым оттенком и имеет металлический блеск. он довольно мягкий и может быть свернут на тонкие простыни без отжига. хотя количество sc и его соединений не являются большими, их области применения очень широки, включающие все области материалов, такие как неруховые металлические сплавные материалы, материалы электрического источника света, точная керамика, твердые электролиты, каталитические материалы, материалы ядерной промышленности, лазерные кристаллы, полупроводники и сверхпроводные материалы.

таблица 1 распределение основных минералов, содержащих скандий, в китае

источник: обзор ресурсов и предложений для промышленного развития китая

с точки зрения разработки исследований и применения сплавов al-sc, бывший советский союз и россия находятся на переднем крае и разработали ряд алюминиевых сплавов с отличной производительностью, таких как сплава 1420, которые широко использовались в авиационных структурах; сплав 1421-это сплав al-mg-li-zr-sc, содержащий sc, а экструдированные профили использовались для производства продольных балок транспортных самолетов и были хорошо приняты.

рисунок 2 алюминиевой сплав

влияние скандия на алюминиевый сплав

согласно исследованию dg eskin, ученого из университета брунеля в великобритании, sc является лучшим нефтеперерабатывающим заводом для алюминиевых и алюминиевых сплавов и обладает наибольшим эффектом уточнения. sc и 15 элементов серии y и la принадлежат группе iii b периода элемента. его основные химические свойства аналогичны свойствам серии y и la, и они имеют одинаковое состояние окисления. постоянная решетчатая, плотность и некоторые физические и механические свойства скандия близки к алюминиевым и идеальным сплавам для алюминиевых сплавов. плотность скандия составляет всего 2,99 г/см сегодня, и она принадлежит к тому же световому металлу, что и алюминий. более того, он оказывает гораздо большее усиление влияния на алюминиевые сплавы, чем другие элементы. в качестве переходного элемента и редкоземельного элемента он может не только значительно усовершенствовать литые сплавные зерна, повысить температуру рекристаллизации и, таким образом, улучшить прочность и прочность алюминиевых сплавов, но также значительно улучшает сварку, термостойкость, устойчивость к коррозии, термическую стабильность и сопротивление повреждению нейтронного радиации алюминия. следовательно, сплав с алюминиевым скандалом считается новым поколением высокоэффективного структурного материала алюминиевого сплава для аэрокосмической и кораблей.

sc оказывает волшебное влияние на уточнение зерна алюминиевых и алюминиевых сплавов. просто добавление нескольких тысяч sc будет продуцировать интерметаллическую фазу al3sc, которая оказывает значительное воздействие на уточнение зерна на алюминиевые и алюминиевые сплавы и может значительно улучшить силу высокой температуры, структурную стабильность, сварку и коррозионную стойкость к сплавам и избежать феномена раскрытия, которые проще всего достигают в значительной степени.

небольшое количество скандея может значительно изменить свойства алюминиевых сплавов. скандий обладает хорошим эффектом укрепления дисперсии на алюминий и сохраняет стабильную не-переугодруемую структуру в состоянии горячей обработки или отжига. ингибирующее действие скандия на рекристаллизацию может устранить рекристаллизованную структуру в затронутой тепловой зоне сварного шва, так что сварной сустав, содержащий алюминиевый сплав, обладает более высокой прочностью и коррозионной устойчивостью. в то же время улучшение коррозионной устойчивости алюминиевого сплава с помощью скандия также обусловлено уточнением зерен и ингибированием процесса перекристаллизации скандием. добавление скандия также может сделать алюминиевый сплав обладать хорошей суперпластичностью. после суперпластического лечения удлинение алюминиевого сплава со скандалом около 0,5% может достигать 1100%. например, сила урожайности алюминиевого сплава сплава на 150% выше, чем у алюминиевого сплава сплава алюминия-магности, и он может одновременно поддерживать плотность и коррозионную стойкость. кроме того, скандий также увеличивает качество сварных сплавных сплавных суставов, избегает растрескивания сварки и увеличивает усталостную жизнь на 200%. поэтому ожидается, что сплав с алюминиевым скандалом станет новым поколением легких структурных материалов для аэрокосмической, авиационной и судостроительной промышленности.

рисунок 3 алюминиевые сплавные сплавные детали