Алюминиево-скандиевый сплав, алюминиевый скандий-мастер-сплав (Al-Sc Alloy), E FORU

### **Технический лист продукта: Алюминиево-скандиевый сплав и алюминиево-скандийский мастер-сплав** **1. Общий обзор** Алюминиево-скандиевые сплавы представляют собой премиальный класс высокопроизводительных материалов, где небольшие добавления скандия (Sc) значительно улучшают свойства алюминия. Скандий — самый мощный известный рафинировщик зерна и укрепитель алюминия. При добавлении даже в небольших количествах (обычно 0,1% - 0,5%), он значительно повышает прочность, сваркуемость и термическую устойчивость. Эти продукты доступны в двух основных формах: * **Алюминиево-скандийный мастер-сплав (Al-Sc Master Alloy):** Промежуточный продукт с высокой концентрацией (например, Al-2%Sc), используемый производителями алюминия и литейными заводами для введения скандия в расплавленный алюминий. * **Кованые алюминиево-скандиевые сплавы:** Отделанные сплавы (например, серия 5xxx-Sc или 7xxx-Sc), к которым добавлен скандий для создания листов, пластин, экструзионных или ковочных материалов с исключительными свойствами. **2. Международные стандарты** Стандартизация для сплавов Al-Sc развивается, с несколькими ключевыми спецификациями. * **ASTM:** * **ASTM B928/B928M:** Стандартная спецификация для листов и пластин из высокомагниевого алюминиевого сплава для морской службы. Некоторые категории этого стандарта включают Scandium. * **ASTM B945:** Стандартная спецификация для алюминиевых сплавов с добавлением скандия и циркония. * **AMS (Спецификация аэрокосмических материалов):** **AMS 4413** (Приклад для ковки из алюминиевого сплава, 4,0 куб. см - 0,5 мг - 0,3 млн - 0,25 Sc - 0,15Zr). * **Российские стандарты (ГОСТ):** Как пионеры в исследованиях SC-сплавов, Россия использует несколько стандартов GOST для сплавов Al-Mg-Sc и Al-Zn-Mg-Sc. * **Фирменные сплавы:** Многие сплавы Al-Sc производятся под специфическими торговыми названиями производителя и техническими характеристиками. **3. Химический состав (% веса)** Состав сильно варьируется в зависимости от базового сплава и применения. | Тип продукта | Типичный состав | Scandium (Sc) | Цирконий (Zr) | Базовый сплав | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Al-Sc Master Alloy** | Al-2%Sc, Al-10%Sc | 2.0 - 10.0% | - | Баланс Al | | **Кованый сплав Al-Mg-Sc** | 5028, 5028-Sc | 0,1 - 0,4% | 0,05 - 0,25% | База Al-Mg (5xxx) | | **Сплав Al-Zn-Mg-Sc** | 7017, 7017-Sc | 0,1 - 0,4% | 0,05 - 0,25% | База Al-Zn-Mg (7xxx) | *Примечание: цирконий (Zr) часто совмещается со скандием для образования когерентных осадков Al₃(Sc,Zr), обеспечивающих превосходную термическую стабильность и подавляющие рекристаллизацию.* **4. Физические свойства** Свойства схожи с обычными алюминиевыми сплавами, но с повышенной термической стабильностью. | Свойство | Ценность / Описание | | :--- | :--- | | **Плотность** | ~ 2,70 - 2,85 г/см³ (зависит от базового сплава) | | **Диапазон плавления** | ~ 600 - 660 °C (1112 - 1220 °F) | | **Коэффициент теплового расширения** | 23,0 - 24,0 x 10⁻⁶/°C | | **Теплопроводность** | ~ 120 - 180 Вт/м·К | | **Модуль упругости** | ~ 70 - 75 GPa (10,2 - 10,9 x 10⁶ psi) | **5. Механические свойства (типичные для кованых и термообработанных сплавов)** Наличие Sc значительно повышает прочность, особенно после сварки. | Свойство | Типичное значение (кованый сплав Al-Mg-SC) | | :--- | :--- | | **Прочность на растяжение** | 350 - 500 МПа (51 000 - 72 500 psi) | | **Предел текучести (смещение 0,2%)** | 250 - 400 МПа (36 000 - 58 000 psi) | | **Удлинение на перерыве** | 10 - 15 % | | **Твёрдость, Бринелл** | ~ 100 - 130 HB | *Примечание: Отличительной чертой сплавов Al-Sc является высокое удержание этих свойств в зоне термического воздействия (HAZ) сварных сварков, часто на 80-90% прочности базового металла.* **6. Ключевые характеристики и преимущества** * **Превосходная прочность:** Скандий образует тонкий, когерентный Al₃Sc в результате термической обработки, обеспечивая исключительную прочность за счёт осадкового затвердевания. * **Исключительная сварка:** Это самое значительное преимущество. Сплавы Al-Sc полностью пригодны для сварки с минимальной потерей прочности в зоне сварки, что является распространённым недостатком высокопрочных алюминиевых сплавов. Их часто называют «нетермообработанными после сварки» сплавами. * **Мелкозернистая структура:** Скандий действует как мощный рафинировщик зерна, обеспечивая очень мелкую и однородную структуру зерна как в литье, так и в кованых условиях, что повышает прочность и устойчивость к усталости. *Высокая термическая устойчивость:** Осадки Al₃(Sc,Zr) стабильны при высоких температурах, лучше сопротивляются росту зерен и удерживают прочность, чем обычные сплавы. * **Сверхпластическое формирование:** Многие сплавы Al-Sc демонстрируют отличное сверхпластичное поведение, что позволяет им приобретать сложные формы. **7. Применение продуктов** Из-за высокой стоимости (обусловленной Scandium) эти сплавы используются в премиальных, критически важных для производительности применениях. * **Аэрокосмическая и оборона:** * Сварные топливные баки и конструктивные компоненты для самолётов и ракет. * Лёгкие конструкции фюзеляжа, рельсы сидений и ребра крыла. * **Высокопроизводительный транспорт:** * Велосипедные рамы, бейсбольные биты и высококлассное спортивное снаряжение. * Лёгкие конструктивные компоненты для морских судов и автомобилей. * **Аддитивное производство (3D-печать):** * **Al-Sc Master Alloy** в порошковой форме (например, Scalmalloy®) используется в лазерном порошковом слое для создания высокопрочных, безтрещинных печатных деталей. * **Электрик:** * Высоковольтные, лёгкие линии электропередачи. **8. Доступные формы** * **Al-Sc Master Alloy:** слиток, выемка, проволока. * **Кованые сплавы Al-Sc:** листы, пластины, экструдированные профили, ковки, проволока и порошок для AM. --- **Отказ от ответственности:** Предоставленная информация используется для справки. Алюминиево-скандиевые сплавы — это специализированные материалы, свойства и доступность которых могут значительно различаться. Для критически важных применений необходима консультация с поставщиком материалов для проверки спецификаций и свойств. Высокая стоимость Scandium требует тщательного анализа затрат и выгод при его использовании.

Упаковка Стандартная упаковка: Типичная упаковка оптом включает паллетированный пластик объемом 5 галлонов/25 кг. ведра, волокнистые и стальные бочки до супермешков по 1 тонне в полном контейнере (FCL) или грузовиках (T/L). Исследовательские и пробные количества, а также гигроскопические, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут упаковываться под аргон или вакуум. Растворы упаковываются в полипропиленовых, пластиковых или стеклянных банках до поддонов на 2278 галлонов. Специальный пакет доступен по запросу.