輕質耐熱鋁合金,是在保留鋁合金輕質、高強等特點的基礎之上,提高其使用溫度,以拓展其應用范圍,滿足特殊領域需求的新型高性能鋁合金。
鋁合金以鋁為基材添加其他金屬制成,是一種重要的輕金屬,具有密度低、比強度高、比剛度高、耐腐蝕、抗氧化、導熱性好、加工性好等特點,可用作結構材料,應用在航空航天等領域。通過添加不同種類以及不同含量的金屬元素,可以調節鋁合金特性。
鋁合金耐熱性能的提升通常是通過提高析出相的熱穩定性來實現,例如采用固溶強化、過剩相強化、晶界強化等方法,鋁合金工作溫度可以提高到300℃,但仍然無法滿足航空航天等特殊領域需求。
2024年8月,我國工信部關于發布國家重點研發計劃“高性能制造技術與重大裝備”等16個重點專項2024年度項目申報指南的通知中,在先進結構與復合材料板塊,提出針對超高聲速飛行器機匣、載人航天器防護層等關鍵部位對高性能輕質耐熱鋁合金的重大需求,開發200-400℃使用工況的系列合金體系及典型產品成套制造技術。
為滿足航空航天等高技術產業發展需求,近年來我國輕質耐熱鋁合金相關研究成果不斷增多。2022年12月,西安交通大學團隊提出納米沉淀相顆粒晶格間隙位置異質原子有序化的設計策略,研制出400℃級別耐熱高強鋁合金,成果發表在《自然材料》;2024年4月,天津大學團隊研發出超分散氧化物強化的耐熱鋁合金,將鋁合金的服役溫度從350℃提高至500℃,成果表于《自然材料》。
新思界
行業分析人士表示,輕質耐熱鋁合金在航空航天領域,可用于航空發動機、火箭外殼、燃料儲罐、連接件、緊固件等制造方面。此外,輕質耐熱鋁合金也可以應用在汽車工業中,可用來制造渦輪增壓器、發動機缸體、排氣管、動力電池外殼等,還可以應用在軌道交通、工業高溫裝備等制造領域。