鋁鈧合金

鋁鈧的用途：在鋁合金中加入微量的鈧，可促進(jìn)晶粒細(xì)化，提高再結(jié)晶溫度250℃~280℃，是鋁合金強(qiáng)有力的晶粒細(xì)化劑和有效的再結(jié)晶抑制劑，對(duì)合金的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生明顯的影響，使其強(qiáng)度、硬度、焊接性能、耐腐蝕性能等得到很大提高。鈧對(duì)鋁有著很好的彌散強(qiáng)化作用，在熱加工或退火處理狀態(tài)均保持穩(wěn)定的非再結(jié)晶組織，其中一些合金是經(jīng)變形很大的冷軋薄板，即使在退火后仍保持這種結(jié)構(gòu)。鈧對(duì)再結(jié)晶的抑制作用，能消除焊縫熱影響區(qū)的再結(jié)晶組織，基體的亞晶組織可直接過渡到焊縫的鑄態(tài)組織，使含鈧鋁合金的焊接接頭有高的強(qiáng)度和抗腐蝕性能。鈧對(duì)鋁合金抗腐蝕性能的改善作用，也是由于鈧細(xì)化了晶粒和抑制了再結(jié)晶過程的緣故。加入鈧還可使鋁合金具有良好的超塑性，添加0.5%左右鈧的鋁合金經(jīng)超塑性處理后,其延伸率可達(dá)到1100%。因此，鋁鈧合金可望成為新一代的航天、航空、艦船工業(yè)用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，俄羅斯已開發(fā)出10多個(gè)牌號(hào)的含鈧鋁合金，主要用于航天、航空、艦船的焊接荷重結(jié)構(gòu)件以及堿性腐蝕介質(zhì)環(huán)境用鋁合金管材、鐵路油罐、高速列車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件等。

技術(shù)要點(diǎn)：鈧的熔點(diǎn)1541℃，鋁的熔點(diǎn)660℃，兩種金屬熔點(diǎn)差別太大，鈧必須以中間合金的形式加到鋁合金中去，鈧中間合金是制取含鈧鋁合金的關(guān)鍵原材料。制備中間合金主要有對(duì)摻法、氟化鈧、氧化鈧金屬熱還原法、熔鹽電解法等幾種方法。對(duì)摻法是直接將金屬鈧加到鋁合金中來制備，金屬鈧價(jià)格昂貴，熔煉過程燒損大，中間合金成本高;氟化鈧金屬熱還原法在制備氟化鈧階段要用到劇毒的氟化氫，設(shè)備復(fù)雜，金屬熱還原溫度也很高;氧化鈧金屬熱還原法鈧的實(shí)收率僅80%;熔鹽電解法裝置復(fù)雜，轉(zhuǎn)化率也不高。經(jīng)過比選，利用氯化鈧?cè)埯}鋁鎂熱還原法，來制備鋁鈧中間合金較為恰當(dāng)。

中間合金：制備無水氯化鈧?cè)埯}⑴真空脫水將Sc2O3溶于鹽酸，按比例將Sc2O3∶NaCl∶KCl∶NH4Cl進(jìn)行混合。蒸發(fā)，真空脫。⑵中溫脫水將真空脫水后的熔鹽在氬氣保護(hù)下，加溫，制成ScCl3·NaCl·KCl熔鹽，即無水氯化鈧?cè)埯}。

制備鋁鎂鈧中間合金工業(yè)純鋁和工業(yè)純鎂，安比例加熱熔化。加入ScCl3·NaCl·KCl熔鹽，及特定添加劑，熔煉，出爐澆鑄，得鋁鎂鈧中間合金。