고성능 알루미늄 합금: Al-Sc 합금

고성능 알루미늄 합금: Al-Sc 합금

Al-Sc 합금은 고성능 알루미늄 합금의 일종입니다. 알루미늄 합금의 성능을 향상시키는 여러 가지 방법이 있는데, 그중 미세 합금 강화 및 인성 강화는 최근 20년 동안 고성능 알루미늄 합금 연구의 최전선에 있는 분야입니다.

스칸듐의 녹는점은 1541℃이고 알루미늄의 녹는점은 660℃이므로, 스칸듐을 알루미늄 합금에 첨가하기 위해서는 스칸듐을 모합금 형태로 첨가해야 합니다. 모합금은 스칸듐을 함유하는 알루미늄 합금을 제조하는 핵심 원료입니다. 모합금을 제조하는 방법에는 도핑법, 불화 스칸듐, 산화 스칸듐 금속 열 환원법, 용융염 전기분해법 등 여러 가지가 있습니다.

도핑법은 알루미늄 합금에 금속 스칸듐을 직접 첨가하는 방식으로 비용이 많이 들고, 제련 과정에서 연소 손실이 발생하며, 모합금의 비용이 높습니다.

스칸듐 플루오라이드 제조에는 독성 수소 플루오라이드가 사용되며, 이 방법은 복잡한 장비와 높은 금속 열 환원 온도를 필요로 합니다.

스칸듐 산화물의 금속 열 환원에 의한 스칸듐 회수율은 80%에 불과합니다.

용융염 전기분해 장치는 복잡하고 전환율이 높지 않습니다.

비교 및 선정 후, ScCl2 용융염 Al-Mg 열환원법을 이용하여 Al-Sc 모합금을 제조하는 것이 더 적합하다고 판단된다.

용도:

알루미늄 합금에 미량 스칸듐을 첨가하면 결정립 미세화를 촉진하고 재결정 온도를 250°C까지 높일 수 있습니다.섭씨~280섭씨. 알루미늄 합금의 강력한 입자 미세화제이자 효과적인 재결정 억제제로, th에 명백한 영향을 미칩니다.합금의 구조와 특성을 개선하고 강도, 경도, 용접성 및 내식성을 크게 향상시킵니다.

스칸듐은 알루미늄에 대한 분산 강화 효과가 우수하며, 열간 가공 또는 어닐링 처리 시 안정적인 미재결정 구조를 유지합니다. 일부 합금은 큰 변형률을 갖는 냉간 압연판으로, 어닐링 후에도 이 구조를 유지합니다. 스칸듐의 재결정을 억제하면 용접 열영향부의 재결정 구조를 제거할 수 있으며, 기지의 아결정립 구조가 용접부의 주조 조직으로 직접 전이될 수 있어 스칸듐을 함유한 알루미늄 합금의 용접 접합부가 높은 강도와 ​​내식성을 갖게 됩니다.

스칸듐이 알루미늄 합금의 내식성에 미치는 영향은 결정립 미세화와 재결정 과정의 억제에 기인한다.

스칸듐을 첨가하면 알루미늄 합금의 초소성도 좋아지며, 0.5% 스칸듐을 첨가한 알루미늄 합금의 신장률은 초소성 처리를 거친 후 1100%에 도달할 수 있습니다.

따라서 Al-Sc 합금은 항공우주, 항공 및 선박 산업을 위한 차세대 경량 구조재로 기대되며, 주로 항공우주, 항공 및 선박의 ​​하중 구조 부품 용접, 알칼리 부식성 매체 환경용 알루미늄 합금 파이프, 철도 오일 탱크, 고속 열차의 핵심 구조 부품 등에 사용됩니다.

신청 전망:

스칸듐(Sc) 함유 알루미늄 합금은 선박, 항공우주 산업, 로켓 및 미사일, 원자력 에너지 등 첨단 기술 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있습니다. 미량의 스칸듐을 첨가함으로써 기존 알루미늄 합금을 기반으로 초고강도 고인성 알루미늄 합금, 고강도 내식성 알루미늄 합금, 고강도 중성자 조사 저항성 알루미늄 합금 등 다양한 차세대 고성능 알루미늄 합금 소재 개발이 기대됩니다. 이러한 합금은 뛰어난 종합적 특성으로 인해 항공우주, 원자력 에너지, 조선 산업에서 매우 매력적인 응용 전망을 가지고 있으며, 경차 및 고속 열차에도 사용될 수 있습니다. 따라서 스칸듐 함유 알루미늄 합금은 AlLi 합금 다음으로 매력적이고 경쟁력 있는 고성능 알루미늄 합금 구조재로 자리매김했습니다. 중국은 스칸듐 자원이 풍부하고 스칸듐 연구 및 산업 생산에 대한 확고한 기반을 갖추고 있으며, 여전히 산화 스칸듐의 주요 수출국입니다. 중국에서 첨단기술 및 국방건설용 알루미늄 합금소재를 개발하는 것은 획기적인 의의를 가지며, 이를 통해 중국의 스칸듐 자원의 장점을 충분히 발휘하고, 중국의 스칸듐 산업과 국민경제의 발전을 촉진할 수 있습니다.