徐国富，彭小燕，段雨露，曹晓武，邓 英，尹志民



新型Al-Mg-Sc-Zr和Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的研究进展

徐国富1, 2，彭小燕1，段雨露1，曹晓武1，邓 英1, 2，尹志民1, 2

(1. 中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083；2. 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室，长沙 410083)

在迄今为止的所有微合金化元素中，钪可最大程度提高铝合金综合性能。相比传统铝镁合金，新型Al-Mg-Sc-Zr合金抗拉强度提高60~130 MPa，屈服强度提高80~150 MPa，且可获得大于2000%高速超塑性。与传统铝锌镁合金相比，新型Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金抗拉强度提高66~96 MPa，屈服强度提高36~98 MPa，钨极氩弧焊系数大于0.75，搅拌摩擦焊系数大于0.90，且可获得大于1500%高速超塑性。钪锆添加到铝合金中可形成Al3(Sc,Zr)粒子，该粒子可细化铸造组织、抑制再结晶发生和稳定细晶组织，产生显著的细晶强化、亚结构强化和析出强化，从而提高合金强度，实现优良的超塑性能。

铝合金；Al-Mg-Sc-Zr合金；Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金; 微合金化；强化机制；超塑性

在迄今为止的所有微合金化元素中，钪(Sc)可最大程度提高铝合金综合性能[1−8]。用微量Sc (0.07%~0.35%，质量分数，下同)合金化的铝合金称为铝钪合金或含Sc的铝合金。与不含Sc的同类合金相比，铝钪合金强度高、塑韧性好、耐蚀性能和焊接性能优异，在船舶、航天工业、火箭导弹、核能等高新尖技术部门的应用前景十分广阔，受到国内外材料学界的广泛关注，是新一代轻质结构材料[9−14]。20世纪70年代以后，俄罗斯科学院巴依科夫冶金研究院和全俄轻合金研究院相继对Sc在铝合金中的存在形式和作用机制进行了系统地研究，已开发出4个系列17个牌号的工业含钪铝合金体系：1) 非热处理强化可焊A1-Mg-Sc系合金；……