Алюминиево-скандиевый сплав, Лигатурный сплав алюминия и скандия (сплав Al-Sc), E FORU

### **Спецификация продукта: Алюминиево-скандиевый сплав и алюминий-скандиевый лигатурный сплав** **1. Общий обзор** Алюминиево-скандиевые сплавы представляют собой премиальный класс высокоэффективных материалов, в которых небольшие добавки скандия (Sc) значительно улучшают свойства алюминия. Скандий является самым мощным известным рафинером и упрочнителем алюминия. При добавлении даже в небольших количествах (обычно 0,1% - 0,5%) он значительно повышает прочность, свариваемость и термическую стабильность. Эти продукты доступны в двух основных формах: * **Лигатура алюминия-скандия (Al-Sc Лигатура):** Промежуточный продукт высокой концентрации (например, Al-2%Sc), используемый производителями алюминия и литейными заводами для введения скандия в расплавленный алюминий. ** ** Деформируемые алюминиево-скандиевые сплавы: ** Готовые сплавы (например, серии 5xxx-Sc или 7xxx-Sc), в которые добавлен скандий для создания листов, пластин, экструзионных или ковочных материалов с исключительными свойствами. **2. Международные стандарты** Стандартизация сплавов Al-Sc развивается, и в ней действует несколько ключевых спецификаций. * **ASTM:** ** **ASTM B928/B928M:** Стандартная спецификация на листы и пластины из алюминиевого сплава с высоким содержанием магния для морской эксплуатации. Некоторые сорта в этом стандарте включают скандий. * **ASTM B945:** Стандартная спецификация на поковки из алюминиевых сплавов с добавками скандия и циркония. * **AMS (Aerospace Material Specification):** **AMS 4413** (поковочный материал из алюминиевого сплава, 4,0Cu - 0,5Mg - 0,3Mn - 0,25Sc - 0,15Zr). * **Российские стандарты (ГОСТ):** Будучи пионером в исследованиях Sc-сплавов, Россия имеет несколько стандартов ГОСТ для сплавов Al-Mg-Sc и Al-Zn-Mg-Sc. * ** Запатентованные сплавы: ** Многие сплавы Al-Sc производятся под торговыми марками и техническими спецификациями, специфичными для производителя. **3. Химический состав (% по массе)** Составы сильно варьируются в зависимости от базового сплава и области применения. | Тип продукта | Типовая композиция | Скандий (Sc) | Цирконий (Zr) | Базовый сплав | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Лигатурный сплав Al-Sc** | Аль-2%Ск, Ал-10%Ск | 2,0 - 10,0% | - | Баланс Al | | **Деформируемый сплав Al-Mg-Sc** | 5028, 5028-SC | 0,1 - 0,4% | 0,05 - 0,25% | Al-Mg (5xxx) База | | **Деформируемый сплав Al-Zn-Mg-Sc** | 7017, 7017-SC | 0,1 - 0,4% | 0,05 - 0,25% | Основа Al-Zn-Mg (7xxx) | *Примечание: Цирконий (Zr) часто добавляют вместе со скандием для образования когерентных осадков Al₃(Sc,Zr), которые обеспечивают превосходную термическую стабильность и препятствуют рекристаллизации.* **4. Физические свойства** Свойства аналогичны обычным алюминиевым сплавам, но с повышенной термической стабильностью. | Собственность | Значение / Описание | | :--- | :--- | | **Плотность** | ~ 2,70 - 2,85 г/см³ (зависит от основного 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 ГПа (10,2 - 10,9 x 10⁶ фунт/кв. дюйм) | **5. Механические свойства (характерные для деформируемых и термообработанных сплавов)** Присутствие Sc значительно повышает прочность, особенно после сварки. | Собственность | Типичное значение (деформируемый сплав Al-Mg-Sc) | | :--- | :--- | | **Прочность на разрыв** | 350 - 500 МПа (51 000 - 72 500 фунтов на кв. дюйм) | | **Предел текучести (смещение 0,2%)** | 250 - 400 МПа (36 000 - 58 000 фунтов на кв. дюйм) | | **Удлинение при разрыве** | 10 - 15 % | | **Твердость, по Бринеллю** | ~ 100 - 130 НВ | *Примечание: Отличительной чертой сплавов Al-Sc является высокое сохранение этих свойств в зоне термического влияния (ЗТВ) сварных швов, часто 80-90% прочности основного металла.* **6. Основные характеристики и преимущества** * ** Превосходная прочность: ** Скандий образует мелкий, когерентный Al₃Sc осадок во время термической обработки, обеспечивая исключительную прочность за счет дисперсионного упрочнения. * **Исключительная свариваемость: ** Это самое значительное преимущество. Сплавы Al-Sc полностью свариваемы с минимальной потерей прочности в зоне сварного шва, что является распространенным недостатком высокопрочных алюминиевых сплавов. Их часто называют «не поддающимися термообработке после сварки» сплавами. * ** Мелкозернистая структура: ** Скандий действует как мощный измельчитель зерна, что приводит к очень тонкой и однородной структуре зерна как в литых, так и в деформируемых условиях, что повышает ударную вязкость и усталостную прочность. * ** Высокая термическая стабильность: ** Осадки Al₃ (Sc, Zr) стабильны при высоких температурах, противостоят росту зерен и сохраняют прочность лучше, чем обычные сплавы. * ** Сверхпластическое формование: ** Многие сплавы Al-Sc демонстрируют отличные сверхпластические свойства, что позволяет им придавать сложные формы. **7. Применение продукта** Из-за своей высокой стоимости (обусловленной скандием) эти сплавы используются в премиальных приложениях с критически важными эксплуатационными характеристиками. * ** Аэрокосмическая и оборонная промышленность: ** * Сварные топливные баки и конструкционные элементы для самолетов и ракет. * Облегченные конструкции планера, гусеницы сидений и нервюры крыла. * **Высокопроизводительный транспорт:** * Велосипедные рамы, бейсбольные биты и высококачественное спортивное оборудование. * Легкие конструкционные компоненты для морских судов и автомобилестроения. * **Аддитивное производство (3D-печать):** * **Лигатурный сплав Al-Sc** в виде порошка (например, Scalmalloy®) используется в лазерном сплаве порошка для создания высокопрочных печатных деталей без трещин. ***Электрический:** * Высоковольтные, легкие линии электропередачи. **8. Доступные формы** ** Лигатурный сплав Al-Sc: слиток, пруток, проволока. ** ** Деформируемые сплавы Al-Sc: листы, плиты, экструдированные профили, поковки, проволока и порошок для аддитивного производства. --- **Отказ от ответственности:** Предоставленная информация предназначена для справочных целей. Алюминиево-скандиевые сплавы являются специализированными материалами, свойства и доступность которых могут значительно различаться. Для критически важных областей применения необходимы консультации с поставщиком материалов для проверки спецификаций и свойств. Высокая стоимость скандиума обуславливает необходимость тщательного анализа затрат и выгод от его использования.

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 2278 галлонов для жидкости на поддонах.