摘要：在轻质高强材料的探索之路上，我们迎来了一项突破性的研究——Sc含量对6061/AZ31B复合板微观组织及性能的影响。这项研究不仅揭示了稀土元素Sc在铝合金中的独特作用，还为金属复合材料的性能优化提供了新的思路。

【全文导读】

在轻质高强材料的探索之路上，我们迎来了一项突破性的研究——Sc含量对6061/AZ31B复合板微观组织及性能的影响。这项研究不仅揭示了稀土元素Sc在铝合金中的独特作用，还为金属复合材料的性能优化提供了新的思路。

【研究背景】

双金属复合材料因其卓越的耐腐蚀性和轻质高强特点，在工业生产尤其是交通领域中展现出巨大的应用潜力。6061铝合金和AZ31B镁合金作为两种性能优异的金属材料，它们的复合板在固-液铸轧工艺下的微观组织和力学性能如何变化，一直是材料科学领域的研究热点。特别是，微量Sc元素的添加对这些性能的影响，是本研究的核心议题。

【研究亮点】

● 首次系统研究Sc含量对6061/AZ31B复合板微观组织及力学性能的影响。

● 发现Sc含量为0.2%时，复合板的抗拉强度和剪切强度分别达到峰值，较未添加Sc的合金提高了22.0%和69.3%。

● 采用光学显微镜、扫描电镜以及XRD分析合金的显微组织和相组成，为材料性能优化提供了科学依据。

【来源解析】

兰州理工大学李元东团队等在2024年第44卷第10期《特种铸造及有色合金》期刊上发表了题为“Sc含量对6061/AZ31B复合板微观组织及性能的影响”的文章，作者以AZ31B作为基板、不同Sc含量（0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%）进行合金化处理的6061液态金属作为浇覆材料，制备固-液铸轧6061/AZ31B复合板。采用光学显微镜、扫描电镜以及XRD分析合金的显微组织和相组成，并对其力学性能进行测试。结果表明，不同Sc含量下的复合板冶金结合界面厚度并未发生明显变化，均为5 μm左右，但铝基体的晶粒明显细化。Sc含量为0.2%时，对铝基体晶粒细化效果最好，复合板表现出理想的力学性能，其中抗拉强度和剪切强度分别达到峰值234.841 MPa和70.032 MPa，较未添加Sc的合金分别提高了22.0%和69.3%。

【研究方法】

研究团队采用固-液铸轧工艺制备6061/AZ31B复合板，通过调整Sc含量（0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%），分析了不同Sc含量下复合板的显微组织和相组成，并对其力学性能进行了全面测试。

【图文内容】

图16061/AZ31B双金属复合板制备过程示意图

1.浇包2.6061液3.上轧辊4.复合板5.下轧辊6.AZ31B板

图2拉伸试样、剪切试样尺寸

图3不同Sc含量的6061/AZ31B复合板结合界面形貌

图4不同含Sc量的铝基体金相组织

图5不同Sc含量下的铝基体晶粒平均面积

图66061/AZ31B复合板结合界面处的扫描电镜图

图7不同Sc含量的6061/AZ31B复合板的抗拉强度

图8不同Sc含量的试样铝侧拉伸断口形貌

图9不同Sc含量的6061/AZ31B复合板的剪切强度

图100.2%Sc 和无Sc的剪切试样断口

图110.2%Sc试样的剪切断口XRD图谱

【主要结论】

● Sc含量对6061/AZ31B复合板的结合界面厚度影响不大，但能显著细化铝基体的晶粒。

● 当Sc含量为0.2%时，复合板的抗拉强度和剪切强度达到最优，分别提高了22.0%和69.3%。

● 该研究为稀土元素在金属材料中的应用提供了新视角，对提升金属复合材料的性能具有重要意义。

【本文引用格式】

中文：张宁, 李元东, 邱谨, 等.Sc含量对6061/AZ31B复合板微观组织及性能的影响[J].特种铸造及有色合金，2024，44（10）：1339-1344.

英文：ZHANG N, LI Y D, QIU J，et al.Effects of Sc Contents on microstructure and mechanical properties of 6061/AZ31B composite plate[J].Special Casting & Nonferrous Alloys，2024，44（10）：1339-1344.

【扩展阅读】

来源：特铸杂志