**Спецификация продукта: Лигатурный сплав алюминия и скандия (сплав Al-Sc)**
**Версия:** 1.0 | **Дата:** 2025-04-02
---
### **1. Общий обзор**
Лигатурный сплав алюминия и скандия (Al-Sc Alloy) представляет собой премиальный класс высокоэффективных алюминиевых сплавов, в которых небольшие добавки скандия (обычно 0,1–0,5%) приводят к значительному улучшению механических свойств, свариваемости и термической стабильности. Скандий является наиболее мощным измельчителем зерна и упрочнителем алюминия, образуя когерентные осадки Al₃Sc, которые значительно повышают прочность, сохраняя при этом превосходную коррозионную стойкость. Этот лигатурный сплав позволяет производить алюминиевые сплавы нового поколения для аэрокосмической, оборонной и дорогостоящей промышленности.
---
### **2. Международные стандарты**
Лигатуры Al-Sc подпадают под действие нескольких международных спецификаций:
- **ASTM:** ASTM B928/B928M (лист и пластина из алюминиевого сплава с высоким содержанием магния и Sc)
- **AMS:** AMS 4413 (Al-4.0Cu-0.5Mg-0.3Mn-0.25Sc-0.15Zr ковочный материал)
- **EN:** EN 573-3 (обозначения сплавов Al-Mg-Sc)
- **ГОСТ:** ГОСТ 4784-97 (Российские стандарты на сплавы Al-Sc)
- **GB/T:** GB/T 3190 (химический состав деформируемого алюминия и алюминиевого сплава)
- **Типичные марки лигатур: Al-2%Sc, Al-5%Sc, Al-10%Sc
---
### **3. Химический состав (% по массе)**
Типичные диапазоны составов для лигатуры Al-Sc:
| Элемент | Содержание (%) | Роль и комментарии |
|---------------------|-------------------|------------------------------------------|
| Скандий (Sc) | 1.0 – 10.0 | Первичный упрочняющий элемент |
| Цирконий (Zr) | 0 – 2.0 | Часто добавляется в форму Al₃(Sc,Zr) |
| Магний (Mg) | 0 – 6.0 | Твердое упрочнение раствора |
| Железо (Fe) | ≤ 0.15 | Контроль примесей |
| Кремний (Si) | ≤ 0.10 | Контроль примесей |
| Медь (Cu) | ≤ 0.05 | Контроль примесей |
| Другие примеси | ≤ 0.08 Тотал | — |
| Алюминий (Al) | Баланс | Основной металл |
---
### **4. Физические свойства**
| Собственность | Стоимость / Диапазон |
|---------------------------|-----------------------------------|
| Плотность | 2,68 – 2,80 г/см³ |
| Диапазон плавления | 660 – 1540°C (Sc плавится при 1540°C) |
| Интерметаллидные фазы | Al₃Sc (первичный), Al₃(Sc,Zr) |
| Кристаллическая структура | L1₂ (кубический) для Al₃Sc |
| Теплопроводность | 120 – 170 Вт/м·К |
| Электропроводность | 35 – 50 % МАКО |
| Твердость по Виккерсу | 80 – 140 ВВ |
| Коэффициент теплового расширения | 23–25 × 10⁻⁶/K |
---
### **5. Основные характеристики и преимущества**
- **Исключительное повышение прочности:** Увеличение предела текучести до 150% при добавлении 0,4% Sc
- **Превосходная свариваемость:** Сохраняет 90–95% прочности основного металла в зонах сварных швов
- **Превосходная измельченность зерна:** Значительное уменьшение размера зерна как в литых, так и в деформируемых изделиях
- ** Высокая термическая стабильность: ** Осадки Al₃Sc устойчивы к укрупнению до 350 °C
- **Ингибирование рекристаллизации:** Повышает температуру рекристаллизации на 150–200°C
- **Повышенная коррозионная стойкость:** Сравним с алюминиевыми сплавами высокой чистоты
---
### **6. Применение продукта**
- **Аэрокосмические конструкции:** Обшивка фюзеляжа, лонжероны крыла, структурные компоненты
- **Военные самолеты:** Конструкции истребителей, компоненты ракет
- **Морское применение:** Высокопрочные сварные корпуса, морские конструкции
- **Спортивные товары:** Высокопроизводительные велосипедные рамы, бейсбольные биты
- **Аддитивное производство:** Scalmalloy® и другие Sc-содержащие порошки для 3D-печати
- **Автомобилестроение:** Легкие конструкционные компоненты, высокопроизводительные детали
- **Электроснабжение:** Высокопрочные линии электропередачи
---
### **7. Доступные формы**
- **Лигатура:** Слитки, надрезные стержни в защитной атмосфере
- **Кованые изделия:** Листы, плиты, профили, поковки
- **Специальные формы:** Порошок для аддитивного производства, сварочная проволока
- **Стандартные размеры:** 2–10 кг слитков в герметичных контейнерах
---
### **8. Технические рекомендации по использованию**
- **Норма добавления:** 0,1–0,5% Sc в расплав для готовых сплавов
- **Температура расплава:** 720–780°C в защитной атмосфере
- **Время выдержки:** 30–60 минут для полного растворения
- **Перемешивание:** Рекомендуется мягкое механическое перемешивание
- **Литье:** Прямое кокильное литье с контролируемым затвердеванием
- **Термическая обработка:** Обработка раствором 480–550°C, выдержка 250–350°C
---
### **9. Улучшение механических свойств**
| Содержание Sc (%) | Увеличение предела текучести (%) | Уменьшение размера зерна (%) | Сохранение прочности сварного шва (%) |
|----------------|----------------------------|--------------------------|----------------------------|
| **0,1–0,2** | 50–80 | 60–70 | 85–90 |
| **0,2–0,3** | 80–120 | 70–80 | 90–93 |
| **0,3–0,4** | 120–150 | 80–85 | 93–95 |
| **0,4–0,5** | 150–180 | 85–90 | 95–97 |
---
### **10. Коммерческие системы сплавов Al-Sc**
| Система сплавов | Содержание Sc (%) | Содержание Zr (%) | Ключевые особенности | Применение |
|--------------|----------------|----------------|--------------|--------------|
| **Аль-Мг-Ск** | 0,1–0,4 | 0,05–0,15 | Высокая прочность, отличная свариваемость | Аэрокосмические конструкции |
| **Al-Zn-Mg-Sc** | 0,1–0,3 | 0,08–0,20 | Очень высокая прочность | Военная авиация |
| **Аль-Ку-Мг-Ск** | 0,1–0,4 | 0,10–0,25 | Высокая термостойкость | Компоненты двигателя |
| **Скальмаллой*®* | 0,4–0,7 | 0,9–1,2 | Оптимизировано для аддитивного производства | Компоненты, напечатанные на 3D-принтере |
---
### **11. Параметры контроля качества**
- Постоянство содержания скандия (±0,02%)
- Низкое содержание газов (водорода
Упаковка
Стандартная упаковка:
Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 2307 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.
