科创中国

"耐热高性能铝合金是国防工业和高端制造业轻量化、绿色可持续发展的关键材料之一。传统铝合金强度随温度升高急剧降低，350℃抗拉强度仅为室温的25%左右，远不能满足现代汽车交通、海洋船舶动力装备、重型装甲武器、先进空天飞行器等越来越苛刻服役环境对铝合金耐热性能的迫切需求。合金体系不完善、耐热相与基体不匹配、耐热相构型不可控是制约铝合金耐热性提升的关键共性难题。

本项目从源头上着手，以熔体结构调控为突破口，发明纳米晶种材料及其应用技术，调控基体与耐热相空间构型，提出铝合金高温强化新思路。磷、碳、氮与铝热力学上可形成高熔点晶种型化合物，但这三种元素在铝熔体中溶解度极低，化合物在铝熔体中结构易演变，这加剧了高数量密度、热稳定纳米晶种原位合成的难度。在国家及省部级项目支持下，历时十八年系统研究，形成以下技术发明：

◆耐高温铝合金复合材料（SD-HRSAl-1）：该材料制造的搅拌器在800℃温度以下的铝熔体中长时间服役不发生蠕变。表明该材料不仅耐高温，而且可耐铝熔体侵蚀。

◆耐热高强铝合金材料（SD-HRSAl-2）：该材料具有显著突出的高温强度，350℃抗拉强度达217MPa，500℃抗拉强度达96MPa，700℃抗压强度仍能保持***。

◆耐热高韧性铝合金材料（SD-HRSAl-3）：该材料兼备良好的高温强度和塑性，350℃抗拉强度达145MPa，延伸率达11%，展现出了优异的塑性加工能力。

以该发明成果为技术依托，自主孵化一家新材料技术企业，主要应用于先进制造及新材料产业等领域，满足现代汽车交通、海洋船舶动力装备、重型装甲武器、先进空天飞行器等越来越苛刻服役环境对铝合金耐热性能的迫切需求。本发明成果突破了铝材高温强化瓶颈，支撑了国防工业和高端制造业轻量化和绿色可持续发展。

刘相法，山东大学材料科学与工程学院，教授、博导，国家杰出青年科学基金获得者。联系方式：0531-88392006，邮箱：xfliu@***。

从事金属熔体结构演变机制，纳米晶种材料与晶种技术，耐热高强铝合金及其复合材料，金属熔体结晶理论与凝固组织微细化技术，铝合金强韧化理论与技术等研究工作。"