美国本土的铝钪合金市场将迎来爆发

自20世纪70年代以来，高强度、耐腐蚀的铝钪（AlSc）合金已被应用在飞机上，特别是在俄罗斯战斗机中，但其在商用领域的发展受到成本和供应安全性隐患的制约。

只需要加入少量的钪（约几个百分点），即可改良铝合金的性能。但是，钪的产量非常有限，其主要来源是含铁、铀或钽等矿石资源中的副产品。绝大部分的钪产自俄罗斯和中国。

现在，来自美国的资源公司尼奥集团开发公司正在位于内布拉斯加州的埃尔克里克地区，开发一座专门出产防氧化、耐高温高压合金原材料的矿厂，预计该矿每年可生产超过100公吨的氧化钪，这大约相当于目前全球市场供应量的10-15倍。

位于爱荷华州艾姆斯的美国能源部艾姆斯国家实验室，已经制备出了一种铝钪中间合金。尼奥集团开发公司与IBC先进合金公司将利用这种中间合金，开发含钪的合金及其他具有潜在商用前景的产品。

尼奥集团开发公司与IBC先进合金公司希望美国本土生产的钪能够满足对铝钪合金的商业需求。

“几乎可以肯定的是，这是近几年来在首次在美国生产铝钪中间合金，”尼奥集团首席执行官兼IBC公司董事会主席马克·史密斯表示，“我们期待着美国可以使用美国本土的出产或提纯的钪，并建立美国国内铝钪中间合金的生产能力，这将为很多事情的发展带来可能性。”

中间合金的主要作用是将钪引入到铸造、锻造铝合金中，中间合金中通常含有约2％的钪，将它引入铝合金，产生的成品铝钪合金将至少含有0.1％的钪。而仅仅这样少量的钪的加入，就可以实现晶粒尺寸的减小，提高可焊接性和其他机械性能。

由空客子公司APWorks开发的一种名为Scalmalloy的高强度铝-镁-钪（AlMgSc）合金，含有0.6%-0.8%的钪。Scalmalloy具有与钛相似的韧性，同时又像铝一样的轻质，是一种专为选区激光熔融增材制造技术而开发的粉末合金。APWorks公司已经使用该合金生产了机舱隔板及卫星面板等部件的原型件。

除此之外，美国阿莱利斯（Aleris）铝业公司也开发了一种铝-镁-钪合金，它是传统2024铝合金的直接替代品，其重量相比2024铝合金减轻4%-5%，并且同时适用于激光束或搅拌摩擦焊。这种合金含有0.02%-0.4%的钪。利用这种合金已经实现了飞机机身结构的生产，将桁条焊接到机身蒙皮，焊接后的部件表面仍然保持平滑，随后可将它们通过蠕变成型工艺制成弯曲结构。

（航空工业发展中心 陈济桁）