熊 慧，王祝堂

(1.北京安泰科信息股份有限公司，北京 100814；2.中国有色金属加工工业协会，北京 100814)

1 概 况

Sc是一种稀土元素，铝-钪合金的Sc含量(质量分数，下同)0.06%～0.70%。当今，把凡是含有Sc的铝合金都通称铝-钪合金，不管其含量多少。Sc是铝合金的一个微量合金化元素，把Sc加到铝合金中能显著细化其晶粒，形成细小均匀的弥散组织，从而提高其各项性能，特别是力学性能。

Sc是铝合金的最强有力的晶粒细化剂，它的细化作用比其他任何元素的都强，比铝合金常用的晶粒细化剂Ti、B、Zr的作用都强得多(图1)，合金的组织一细化，性能就会得到改善。与不含Sc的合金相比，铝-钪合金有更高的强度、更好的塑性、更好的韧性、更强的抗蚀性、更优的可焊性与抗疲劳性能。因此，Sc被认为是铝合金的最具潜力的微量合金化元素。现在的研究都集中在如何降低Sc的提取成本，向现有铝合金添加微量Sc对其组织与性能的影响，以便向用户提供价廉物美的材料。

图1 铝的晶粒尺寸与添加元素的关系Fig.1 Relationship between grain size of aluminum and added elements

1998年～2006年是铝-钪合金研究的鼎盛期，据铝合金国际委员会(International Committee for Aluminium Alloys, ICAA)的统计，1990年～2018年全球发表的有关铝-钪合金的论文见图2。

图2 国际上1990年～2018年发表的有关铝-钪合金的论文数Fig.2 Number of international papers on Al-Sc alloy published from 1990 to 2018

1.1 国外对Sc的研究

最早涉足铝-钪合金研究的是美国铝业公司的L.A.Willey，他于1971年取得首个有关此合金的专利(US专利3619181)，合金中含质量分数5%的Sc，声称合金在100 ℃～425 ℃有好的力学性能。随后，在苏联掀起了研究铝-钪合金的浪潮，对铝-钪相图、Sc在合金中的作用机制、合金的性能……