铝钪合金突出的性能表现

铝钪合金突出的性能表现

一、铝钪合金的超塑特性：

Al-Mg-Sc合金的超塑性，其超塑特性不需要预处理工艺，容易实现工业生产和应用。因此，用此种材料成型一些特殊部件应用于航空航天工业，有很好的应用前景。在相同条件下，可以看出，微量Sc 和Zr添加到Al-Mg合金中能够显著提高超塑变形能力，Al-Mg-0.5Sc 合金在399℃、应变速率为0.01%的条件下，延伸率从194%提高到1020%，增加了5倍。（如下图表）

二、铝钪合金的耐蚀特性：

剥落腐蚀是变形铝合金的一种特殊腐蚀变形。腐蚀沿着板材轧制方向由表面开始，并沿着平行与表面的晶界扩展，当腐蚀穿过整个扁平晶粒结构，腐蚀产物使表层未腐蚀的金属锲开鼓起，致使其从基体金属剥落，产生连续或者不连续的鼓泡、碎末、裂开。

合金经热轧-冷轧成板材，之后在340℃/1h稳定化退火，未添加钪的Al-6Mg-Zr合金经过6h剥蚀敏感性腐蚀实验后，试样的表面出现零星分散的微小点蚀坑，12h后点蚀坑数目有所增多，此时金属表面已经发灰；随着腐蚀周期的延长，点蚀数目逐渐增加，孔径有所增大。到48h后，个别蚀孔附近已开始起泡、鼓突。而添加钪的Al-6Mg-Zr-Sc 合金，在48h腐蚀试验周期内表面都没有点蚀发生，只有金属色泽有所变暗。

添加了钪的合金中形成了Al3（Sc，Zr）第二相，它能细化晶粒，阻止亚晶结构和位错的运动，有效地抑制β相在晶界处的析出和聚集，β相析出量也就相对较少，在整个合金基体中呈不连续分布，且更离散，更细小。从而使Mg含量很高的Al-6Mg-Zr合金仍然保持均匀的组织，减少了结构缺陷，使氧化膜较难破裂并且容易得到修复，因而增强了铝合金的耐腐蚀性能。

铝钪合金抗应力腐蚀特性。原始基础合金材料抗应力腐蚀寿命（SCL）只有1天，加入过渡元素Mn和Zr后，SCL平均延长到17天，而加入Sc或者Sc和Mn一起添加的合金，五个试样均超过了90天未断。

三、铝钪合金的焊接特性

对于Al-Mg-Li-Sc系合金，通常采用含Sc量与基材相当或略高于基材的铝合金焊丝来焊接，这样基材和焊丝之间相容性好，焊缝的强度高、抗裂性也好。

对于传统的Al-Zn-Mg系合金，5000系铝合金焊丝通常认为是不

可焊的，但是5000系铝合金焊丝加入Sc后，Al-Zn-Mg系合金焊接热裂纹得到消除。如果再把Sc加入7000系的铝合金基材后，即使采用不含Sc的5000系铝合金焊丝焊接，焊接热裂纹也是大大减少。

四、铝钪合金的疲劳断裂特性

经过对比试验，结果表面，在整个加载应力幅值范围内，含Sc 和Zr的Al-Mg-Mn合金疲劳寿命均大于Al-Mg-Mn的疲劳寿命。在107循环条件下，Al-Mg-Mn合金的疲劳强度为123MPa，而Al-Mg-Mn-Sc-Zr 的疲劳强度为156MPa，可见Sc和Zr的添加能显著提高Al-Mg-Mn合金的疲劳寿命。（如下图）