在热力学计算与分析的基础上，研究了ScCl₃-KCl-NaCl-Mg（Al）及ScF₃-MX-Mg（Al）热还原法制备Al-Mg-Sc中间合金的两种新工艺。利用研制的中间合金制备了Al-5Mg-0.2Sc-0.1Zr、Al-4.8Zn-2.4Mg-0.25Sc-0.12Zr合金板材，通过对加钪和不加钪的合金组织与性能的对比研究，对Al-Mg-Sc中间合金的应用性能进行了评价。主要研究内容和结论如下： 1．热力学计算结果表明，ScCl₃、ScF₃与Mg之间的还原反应热力学上是可行的，而Sc₂O₃与Mg的则不行。制备Al-Mg-Sc中间合金时应采用ScCl₃、ScF₃为原料，Mg为还原剂，在过量Al熔体中进行。还原产生的初生态Sc与Al形成稳定的Al₃Sc金属间化合物，金属热还原反应的△_rG_m⁰（T）减少了-138KJ／mol。增加了反应体系的熵值，大大增加了金属热还原反应进行趋势。 2．在温度为1100K的Al熔体中Mg热还原制备Al-Mg-Sc中间合金，当使用ScF₃为原料时，还原反应经验平衡常数计算值可达1.82×10⁸。当采用ScCl₃为原料，在NaCl、KCl熔盐体系中进行还原时，还原反应经验平衡常数计算值可达10³～10⁵。 3．热分析及X-衍射分析研究表明，ScCl₃·6H₂O加热时会逐步脱去结晶水并发生气相水解，形成ScOCl、Sc₂O₃，因此不能通过直接加热脱水制备无水ScCl₃。单独添加NaCl或KCl不能避免ScCl₃的气相水解，但添加NH₄Cl能有效抑制ScCl₃的水解。同时添加NH₄Cl、NaCl及KCl时还能使脱水、脱氨温度分别降低至206℃及338℃，熔盐的烧蚀温度提高至940℃，可有效避免熔盐的烧灼损失。在此基础上研究制定了Sc₂O₃盐酸溶解，添加适量NaCl、KCl及NH₄Cl后直接加热脱水熔融制备ScCl₃-NaCl-KCl熔盐的工艺。 4．研究制定了ScCl₃-NaCl-KCl-Mg（Al）热还原制备Al-Mg-Sc中间合金的新工艺。最佳还原温度为850℃，还原时间为40min，熔盐中ScCl₃含量为25％mol，Sc收率＞90％。XRD、SEM-EPS分析结果表明Sc在Al-Mg-Sc中间合金中主要以Al₃Sc形式存在。 5．研究了Sc₂O₃-NH₄HF₂固相氟化及ScF₃-Mg热还原机理。结果表明Sc₂O₃与NH₄HF₂分解产生的HF反应生成ScF₃。ScF₃-Mg体系在590℃发生ScF₃（s）-Mg（s）固-固还原反应；740℃发生ScF₃（s）-Mg（l）固-液还原反应。ScF₃-LiF-Mg体系在496℃发生ScLiF₄（s）-Mg（s）固-固还原反应；650℃发生（ScF₃-LiF）-Mg（l）液-液还原反应。 6．研究制定了ScF₃-MX熔盐Al熔体中Mg热还原制备Al-Mg-Sc中间合金中南大学博士学位论文摘要的新工艺。研究结果表明新工艺能制备Sc含量>l .swt%的Al·Mg一Sc中间合金，最佳的还原反应温度为1 100℃，还原时间40而n;二次还原后Sc收率>8O%。 7.利用研制的Al一Mg·Sc中间合金制备成Al一Mg一0.2Sc合金时，晶粒细化效果不明显，但枝晶组织完全消除;制备成Al一Mg一ZSc一IZr合金时，铸态合金晶粒平均尺寸细化到42私m;制备成Al一SZn-2.4Mg-0.25Sc一0.12zr合金时，铸态合金晶粒平均尺寸细化到45奴m。表明研制的中间合金能作为Al一Mg和Al一zn·Mg基合金很好的变质细化剂。 8.利用研制的Al一Mg-Sc中间合金制备的Al一SMg一0.2Sc一0.IZr合金不同处理态（热轧、冷轧及退火态）下。b比未添加Sc和Zr的Al一SMg合金分别增加84一138MPa，。。.:分别增加7卜154MPa，而塑性仍保持在较高的水平。制备的AI一4.szn一2.4Mg一o.25se一o.12zr合金ob和。。2分别达到500及465Mpa，比未添加se和zr的AI一4.szn一2.4Mg合金分别增加89及75Mpa，而塑性仅下降3.2%。说明研制的Al一Mg一Sc中间合金能作为Al一Mg及Al一Zn一Mg基合金很好的强化剂。 9.微量sc在Al一Mg、Al一zn一Mg合金中，除少量固溶于a（Al）外，主要以两种析出的A13（Sc，zr）金属间化合物粒子的形式存在，其中一种为合金凝固过程中析出的一次A13（Sc，Zr）粒子，起非均质晶核的作用，可强烈细化合金的铸态晶粒组织，对合金造成细晶强化作用;另一种为均匀化处理过程中大量析出的二次A13（SC，zr）粒子，这种粒子细小、弥散分布在基体中且与基体共格。微量sc使Al·Mg、Al一zn一Mg合金的强度大大提高，合金的强化主要来源于初生A13（SC，zr）粒子引起的晶粒细化强化，次生A13sc粒子引起的析出强化和抑制再结晶引起的亚结构强化。