上個世紀70年代以來，人們把信息、材料和能源作為社會文明的支柱。80年代又把新材料、信息技術和生物技術并列為新技術的重要標志。隨著科學技術的高速發(fā)展，新技術、新產(chǎn)品及新工藝對新材料的要求越來越強烈，也促進了當代材料科學技術的飛速發(fā)展。

Al-Li合金是一種低密度、高性能的新型結構材料，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和航空航天設備的減重而研制的，因此也主要應用與航空航天領域，還應用于軍械和核反應堆用材，坦克穿甲彈，魚雷和其它兵器結構件方面，此外在汽車、機器人等領域也有充分運用。

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，科學家在Al-Li合金成分優(yōu)化及微量元素優(yōu)化方面進行了大量工作?？茖W家發(fā)現(xiàn)鋁臺金中加入微量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粒子本身細小均勻，可以細化鑄態(tài)組織，從而改善鋁合金的焊接性能，提升鋁合金強度。在過渡族元素中，對鋁合金組織細化效果好的是 Sc，其次才是 Ti、Zr、V。

圖1 鋁的晶粒大小與晶粒細化劑反應參數(shù) Ω 的關系
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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化。可以看出當加入Sc質量分數(shù)在0.15%時合金的晶粒細化效果最佳。

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