航空航天、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域?qū)Σ牧陷p量化的需求日益迫切，同時許多部件/構(gòu)件的服役溫度逐漸跨越到250℃-400℃范圍內(nèi)，輕質(zhì)、高強、耐熱的新型金屬材料應(yīng)用潛力巨大。12月30日記者獲悉，西安交大科研人員研制出400°C級別耐熱高強鋁合金，該研究突破了高強鋁合金的服役溫度極限，為開發(fā)新型耐高溫輕質(zhì)金屬材料提供了微觀組織設(shè)計思路。

據(jù)介紹，相對于其它金屬材料，鋁合金是在該溫度范圍內(nèi)使用具競爭力的一類高強輕合金材料。但是傳統(tǒng)鋁合金中賴以強化的納米沉淀相顆粒在200℃以上溫度會發(fā)生嚴(yán)重的粗化，使其對基體的強化效果損失嚴(yán)重，特別是在施加外力的高溫蠕變工況下，傳統(tǒng)鋁合金材料將發(fā)生快速軟化、導(dǎo)致終結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。如何提高納米沉淀相顆粒的熱穩(wěn)定性，進(jìn)而改善高強鋁合金的抗高溫蠕變性能，是鋁合金甚至輕合金體系的國際性科學(xué)與技術(shù)難題。

針對耐熱高強鋁合金的重大需求，西安交通大學(xué)金屬材料強度國家重點實驗室劉剛教授和孫軍院士團隊開展了持續(xù)研究。近日，該團隊博士研究生薛航與青年教師楊沖、張鵬、張金鈺和劉福柱合作，在400°C級別耐熱高強鋁合金材料的研發(fā)上取得突破。他們提出了納米沉淀相顆粒晶格間隙位置異質(zhì)原子有序化的全新熱穩(wěn)定化設(shè)計策略，相關(guān)研究使得材料表現(xiàn)出超常的高溫力學(xué)性能。這一耐熱鋁合金的研制成功突破了高強鋁合金的服役溫度極限，為開發(fā)新型耐高溫輕質(zhì)金屬材料提供了微觀組織設(shè)計思路。

相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《自然材料》(Nature Materials)上。該期刊同時還發(fā)表了由美國橡樹嶺國家實驗室合金設(shè)計團隊負(fù)責(zé)人A.Shyam博士署名的專題評述文章，認(rèn)為該工作“創(chuàng)制新型納米沉淀相的合金設(shè)計新策略，使得所制備的鋁合金在近乎其溫度熔點的80%，即高達(dá)400°C下仍然具有史無的高強度和抗高溫蠕變性能，將對航空航天、交通運輸?shù)汝P(guān)鍵部件用、近熔點溫度下服役的合金設(shè)計制備與應(yīng)用及其未來發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響”。