铝合金中Sc微合金化的作用机制与性能提升研究进展

摘要

铝及其合金因重量轻、强度高、延展性好及优异的导电、耐蚀性能而广泛应用于航空航天、交通运输和电力输送等领域。在高性能铝合金的研究中，稀土微合金化已成为显著提升综合性能的有效途径。其中，钪（Sc）因在铝基体中具有较高固溶度、显著抑制再结晶和沉淀粗化，以及形成低晶格失配的热稳定Al₃Sc纳米沉淀相等特性，被认为是最具强化效果的微合金化元素之一。本文阐述Sc在铝合金中对显微组织、力学性能、耐磨性与耐蚀性的影响机理与研究进展：在显微组织方面，Sc通过异质形核细化晶粒，并形成具有高相干界面的纳米沉淀相；在力学性能方面，依托沉淀强化与晶界优化，显著提升强度并保持良好韧性；在耐磨与耐蚀方面，Sc改善磨损机制、提升钝化膜致密性与稳定性，降低腐蚀速率与腐蚀坑深度。最后，本文提出未来应在含量优化、协同合金化、先进加工技术集成以及服役环境适应性等方向开展深入研究，以推动Sc微合金化铝合金的高端应用。

关键词

铝合金 / 钪 / 稀土微合金化 / 显微组织 / 力学性能 / 耐腐蚀性