铝钪中间合金 稀土合金 钪含量2%

用途

      在铝合金中加入微量的钪，可促进晶粒细化，提高再结晶温度250℃～280℃，是铝合金强有力的晶粒细化剂和有效的再结晶抑制剂，对合金的结构和性能产生明显的影响，使其强度、硬度、焊接性能、耐腐蚀性能等得到很大提高。钪对铝有着很好的弥散强化作用，在热加工或退火处理状态均保持稳定的非再结晶组织，其中一些合金是经变形很大的冷轧薄板，即使在退火后仍保持这种结构。钪对再结晶的抑制作用，能消除焊缝热影响区的再结晶组织，基体的亚晶组织可直接过渡到焊缝的铸态组织，使含钪铝合金的焊接接头有高的强度和抗腐蚀性能。钪对铝合金抗腐蚀性能的改善作用，也是由于钪细化了晶粒和抑制了再结晶过程的缘故。加入钪还可使铝合金具有良好的超塑性，添加0.5%左右钪的铝合金经超塑性处理后,其延伸率可达到1。因此，铝钪合金可望成为新一代的航天、航空、舰船工业用轻质结构材料，俄罗斯已开发出10多个牌号的含钪铝合金，主要用于航天、航空、舰船的焊接荷重结构件以及碱性腐蚀介质环境用铝合金管材、铁路油罐、高速列车关键结构件等。

技术要点

      钪的熔点1541℃，铝的熔点660℃，两种金属熔点差别太大，钪必须以中间合金的形式加到铝合金中去，钪中间合金是制取含钪铝合金的关键原材料。制备中间合金主要有对掺法、氟化钪、氧化钪金属热还原法、熔盐电解法等几种方法。对掺法是直接将金属钪加到铝合金中来制备，金属钪价格昂贵，熔炼过程烧损大，中间合金成本高；氟化钪金属热还原法在制备氟化钪阶段要用到剧毒的氟化氢，设备复杂，金属热还原温度也很高；氧化钪金属热还原法钪的实收率仅80%；熔盐电解法装置复杂，转化率也不高。经过比选，利用氯化钪熔盐铝镁热还原法，来制备铝钪中间合金较为恰当。

 

 

中间合金的制备是生产铝钪合金的关键，其制备方法如下：

制备无水氯化钪熔盐
　　⑴真空脱水
　　将Sc2O3溶于盐酸，按比例将Sc2O3∶NaCl∶KCl∶NH4Cl进行混合。蒸发，真空脱。
　　⑵中温脱水
　　将真空脱水后的熔盐在氩气保护下，加温，制成ScCl3·NaCl·KCl熔盐，即无水氯化钪熔盐。

制备铝镁钪中间合金
　　工业纯铝和工业纯镁，安比例加热熔化。加入ScCl3·NaCl·KCl熔盐，及特定添加剂，熔炼，出炉浇铸，得铝镁钪中间合金。 

应用前景

      含钪铝合金在船舶、航天工业、火箭导弹、核能等高新尖技术部门的应用前景十分广阔。通过添加微量钪有希望在现有铝合金的基础上开发出一系列的新一代高性能铝合金材料诸如超高强高韧铝合金、高强耐蚀铝合金、高强度抗中子辐照用铝合金等。这些合金以其优异的综合性能在航天、核能和舰船工业上将具有非常诱人的应用前景另外也可用于轻型汽车和高速列车等方面。因此含钪铝合金目前已成为继AlLi合金之后又一种引人注目的、将来Zui有竞争力的高性能铝合金结构材料。我国钪资源丰富钪的研究和工业生产也有一定的基础目前仍是氧化钪的主要输出国开展AlSc系合金的研究对发展我国高新技术和国防建设用铝合金材料具有划时代意义而且还可以充分发挥我国的钪资源优势促进我国钪工业及国民经济的发展。

 

 

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