上個(gè)世紀(jì)70年代以來，人們把信息、材料和能源作為社會(huì)文明的支柱。80年代又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)的重要標(biāo)志。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品及新工藝對(duì)新材料的要求越來越強(qiáng)烈，也促進(jìn)了當(dāng)代材料科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。

Al-Li合金是一種低密度、高性能的新型結(jié)構(gòu)材料，它比常規(guī)鋁合金的密度低10％，而彈性卻提高了10％，比強(qiáng)度和比剛度高，低溫性能好，還具有良好的耐腐蝕性能和非常好的超塑性。鋁鋰合金主要為飛機(jī)和航空航天設(shè)備的減重而研制的，因此也主要應(yīng)用與航空航天領(lǐng)域，還應(yīng)用于軍械和核反應(yīng)堆用材，坦克穿甲彈，魚雷和其它兵器結(jié)構(gòu)件方面，此外在汽車、機(jī)器人等領(lǐng)域也有充分運(yùn)用。

但是Al-Li合金韌性、塑性較常規(guī)鋁合金低，熱穩(wěn)定性差等。為此，科學(xué)家在Al-Li合金成分優(yōu)化及微量元素優(yōu)化方面進(jìn)行了大量工作?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)鋁臺(tái)金中加入微量Sc元素后合添加Sc、Zr元素，能全面改善合金的組織和性能。Sc元素在鋁合金凝固過程中形成Al-Sc粒子，Al-Sc粒子本身細(xì)小均勻，可以細(xì)化鑄態(tài)組織，從而改善鋁合金的焊接性能，提升鋁合金強(qiáng)度。在過渡族元素中，對(duì)鋁合金組織細(xì)化效果好的是 Sc，其次才是 Ti、Zr、V。

圖1 鋁的晶粒大小與晶粒細(xì)化劑反應(yīng)參數(shù) Ω 的關(guān)系
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圖2是四種鋁合金在添加不同含量Sc元素后，在光學(xué)顯微鏡下的鑄態(tài)顯微組織。由圖a可見，不含Sc的S-00合金晶間分布著連續(xù)的黑色第二相和少量晶內(nèi)第二相。有圖b、c、d可以看到，添加Sc后，合金組織中的Al晶粒得到不同程度的細(xì)化?？梢钥闯霎?dāng)加入Sc質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.15%時(shí)合金的晶粒細(xì)化效果最佳。

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