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繁 據美刊《輕金屬時代（LMA）》報道（Feb.2018，p.78），俄羅斯聯合鋁業公司（UC Rusal）擬在2018年完成對一個專業鈧生產線項目的可行性研究，爲此，在公司的一個鋁電解廠內建一條從赤泥（Fed mud）提取氧化鈧的生產線，這條中試線的建設投資爲86.7萬美元，然後用於生產純鈧。而鈧則用於配制高檔Al-Sc合金，鋁-鈧合金是一種新型高精材料，在航空航天器及其他工業器材制造中有着廣泛的應用。
鈧是一種稀土元素，是瑞典化學家尼爾遜1879年從硅鈹釔礦與黑稀金礦中提取稀土時發現的，它的原子序數21，原子量44.9559，熔點1541℃，沸點2836℃，密度2.989g/cm3,是一種輕稀土金屬密度最低的，僅比鋁的密度大8.7%。
俄羅斯是世界鈧生產和鋁-鈧合金開發的引領者，它們先後研制成功Al-Mg-Sc、Al-Zn-Mg-Sc、Al-Zn-Mg-Cu-Sc、Al-Zn-Li-Sc和Al-Cu-Li-Sc系列的近20個牌號的鋁-鈧合金。鋁-鈧合金的鈧含量不高，鈧是一種微量合金化元素，其含量爲0.06%~0.40%，當前把凡含有鈧合金的鋁合金都通稱鋁-鈧合金。鈧在合金中雖不多，但它的作用可不小，首先它是鋁及鋁合金最強有力的晶粒細化劑，它的細化作用比任何其他元素的都強，比Ti、B及Zr的作用強得多，合金的晶粒及組織一細化，性能就會得到改善。與不含鈧的合金相比，鋁-鈧合金有高的強度、塑性、韌性、抗蝕性與可焊性。
加入鋁合金中的鈧最好不超過0.36%，否則不但好處不明顯，還可能產生負作用。由Al-Sc相圖可知，鋁端有一共晶反應：液體→Al+Al3Sc,0.5%Sc~0.6%Sc,655℃，此時，Sc在鋁中的固溶體爲0.27%，溫度一下降，Sc在鋁中的固溶度便急劇下降，627℃時爲0.20%Sc，527℃時的固溶度則幾乎爲零，僅爲0.07%Sc。
與鋁平衡的相是Al3Sc(35.7%Sc),是在1427℃通過Al2Sc的包晶反應形成的。Al3Sc屬立方晶格，晶胞中有4個原子。鈧雖能較大地提高鋁的強度性能，但在較高的溫度下強度會下降，在327℃時，鋁-鈧合金的抗拉強度幾乎與工業純鋁的相當，所以Al-Sc合金不宜在高溫下工作，這是鋁-鈧合金不足之處。
鋁-鈧合金可以加工成所有的半成品，用於制造航空航天器、船舶艦艇、交通運輸裝備、電子器材、體育用品等的構件。俄羅斯研發的鋁-鈧合金簡介如下。
Al-Mg-Sc系合金
俄羅斯現有的鋁-鈧合金有8種，它們大都是在原有的5xxx基礎上加有少量的鈧與鋯，一般不超過0.55%，多數約爲0.4%，還含有微量的Ti和Mn等。01570合金的Mg含量高，爲5.3%~6.3%，含0.17%~0.35%Sc、0.2%~0.6%Mn、0.05%~0.15%Zr、0.01%~0.05%Ti，因爲它的Mg含量高，爲了降低鎂的氧化，改善熔體特性，還可以加入0.05%B2。
01570合金還具有超塑性，有很好的可焊性，可用氬弧焊與電子束熔焊。在用01571焊接薄板時，其接頭在有餘高時，試驗溫度若爲零下196℃~250℃，接頭的抗拉強度與基體材料的相等；若無餘高，則抗拉強度約爲基體材料的85%。在非熱處理可強化合金中，01570合金的焊接系數最高，已用這種合金焊接航天器結構件。俄羅斯在01570合金基礎上，又研制成功01570C合金，它具有更好的綜合性能，其板材已用制造大型客機蒙皮、高級乘人汽車覆蓋件、遊艇殼體等。
01571是一種焊絲合金，它的成分（質量%）：（5.5~6.5）Mg、（0.30~0.40）Sc、（0.1~0.2）Zr、（0.02~0.05）Ti，微量的稀土和硼。它的強度性能比01570合金的低，但塑性比01570合金的略高，半成品爲線材，用於制造焊絲，焊接Al-Mg-Sc系及Al-Zn-Mg-Sc系合金。由於該合金含有微量Sc、Ti、Zr，能顯著細化焊縫的組織與晶粒，降低焊縫形成熱裂縫傾向，同時由於焊縫凝固速度很快，微量Sc、Zr、Ti最大限度溶入含Mg的鋁中，在隨後冷卻過程中，以納米級的Al（Sc，Zr）粒子與Al3Ti質點析出，可相當大地提高焊接接頭的力學性能。
01545合金含4.0%Mg~4.5%Mg和微量Sc、Zr，由於此合金的Mg含量比01570合金低，所以它有好的壓力加工性能與成形性能。爾後，俄羅斯又研制成功01545K合金，含4.2%Mg~4.8%Mg，它在液氫溫度-253℃有很高的力學性能：抗拉強度Rm>600N/mm2、屈服強度>430N/mm2、伸長率A>35%。此合金主要用於焊接航天器發射火箭液氫、液氧貯箱，以及相應介質條件下的焊接構件。
01535合金含（3.5~4.2）%Mg和微量的Sc、Zr，含的Mg比01570合金和01545合金的低，因而合金的力學性能也相應地低，但它卻有更高的塑性，有利於半成品的加工，成層脫落腐蝕和應力腐蝕開裂傾向也低，它的抗拉強度Rm >360N/mm2，屈服強度Rp0.2>290N/mm2，伸長率A>16%。01535合金主要用於低溫介質容器及結構件的焊接，如液化氣貯罐等。
01523合金約含2%Mg與微量的Sc、Zr，也可以說是一種含微量Sc與Zr的5051合金，有很好的抗蝕性、成形性和抗中子輻射性，但強度性能卻比不含鈧及鋯的合金高。可用該合金焊接在高腐蝕介質中工作的構件，如H2S含量高的原油容器與輸送管道，以及抗中子輻照的結構。
01515合金僅含約1%Mg與微量的Sc及Zr，它的熱導率高，幾乎與工業純鋁的相當，而它的強度性能又比1xxx合金的高不少，並有優秀的壓力加工性能與成形性，是制造航空航器熱交換器的良好材料。該合金在退火狀態下的抗拉強度>260N/mm2、屈服強度>230N/mm2，伸長率>12%。
Al-Zn-Mg-Cu-Sc系合金
該系合金成型的有三種：01970合金、01975合金、01981合金。鋅的含量爲4.5%~5.5%，Mg的含量約2%，Zn/Mg的比值2.6，Cu含量0.35%~1.0％，（Sc+Zr）含量0.30%~0.35%，是一類可熱處理強化的變形鋁合金，在Al-Sc合金中是強度性能最高者。
01970合金的特點除有高的強度性能，還有特高的抗再結晶能力，這是此合金奇特的性能，即使進行過很強的冷變形，合金的開始再結晶溫度也比固溶處理溫度高，例如，冷變形率83%的板材，在450℃固溶處理與室溫水淬後仍保持着完整的冷變形非再結晶組織。固溶處理與人工時效（T6）狀態的力學性能：抗拉強度520N/mm2，屈服強度490N/mm2，伸長率A12%。
01975合金與01970合金的化學成分幾乎相同，唯一不同之處是鈧的含量很低，約爲0.07%。它的特點是有優秀的塑性，擠壓材可在擠壓機上空冷淬火，時效（T5）後有高的力學性能，優秀的抗剝落腐蝕和抗應力腐蝕性能，以及良好的可焊性能。由於01975合金的優秀綜合性能，可用於大型薄壁空心型材擠壓，是制造高速列車、地鐵車廂、橋樑結構的上乘材料。
01975合金擠壓型材（30mm厚）時效後的力學性能：抗拉強度550N/mm2，屈服強度510N/mm2，伸長率13%。
01981合金是俄羅斯研制的一種新型含銅的Al-Zn-Mg-Sc系合金，它有高的強度與彈性模量、低的各向異性和優良的斷裂韌性，其性能與7055合金的相當，是一種後起之秀的航空航天材料。
Al-Mg-Li-Sc系合金
這類合金是一種新型的鋁合金，既含有鋰又含有鈧，兼有鋁-鋰合金與鋁-鈧的特點。在鋁-鋰合金（Al-5.5Mg-2Li-0.15Zr）01420基礎上添加微量鈧就形成了含Li+Sc的一類新型合金01421與01423。
Al-Mg-Li-Sc合金同鋁-鋰合金一樣，應在惰性氣體氬或氦保護下熔煉與鑄造，或在真空爐內熔煉。這兩種合金的密度約爲2.5g/cm3，是鋁合金中最輕的，已成功應用於航空航天器制造。
Al-Cu-Li-Sc系合金
俄羅斯研發的Al-Cu-Li-Sc系合金有01460合金和01464合金，前者的成分爲Al-3Cu-2Li-（0.2~0.3）（Sc+Zr），後者是在01460合金基礎上的發展。01460合金有良好的可焊性和優秀的低溫性能，室溫抗拉強度爲550N/mm2、伸長率爲7%，而液氫溫度時則分別上升到680N/mm2和10%，俄羅斯已用此合金厚板焊接航天器發射火箭液氫和液氧燃料箱。
01464合金是01460合金的發展，它的密度爲2.65g/cm3，正彈性模量75GN/mm2，經形變熱處理後，合金同時具有優良的強度性能、塑性、抗蝕性、可焊性、衝擊韌性和抗裂性，還有較高的熱穩定性，可在120℃長期工作，是一種新型的航空航天器材料。
中國有關院校與科研院所對鋁-鈧合金作了一些研究，取得了不少成就，但是還不夠，仍屬“跟跑”的，仍是鋁工業應補的短板，宜在2025年前形成有中國特色的Al-Sc合金體系，成爲這類合金開發、生產與應和領跑者。目前，商業化生產這類合金的除俄羅斯聯合鋁業公司外，還有愛勵鋁業公司（Arelis）科布倫茨（Koblenz）軋制廠。
中國有世界豐富的稀土金屬儲量，每年提取氧化鋁廢棄的赤泥佔全世界的56%，其中含有微量的鈧，都爲提取鈧與發展鋁-鈧合金提供了雄厚的物資基礎。
