鋁雲匯 鋁業資訊 正文
廣告

西安交大:新型鋁合金性能提高2-3個數量級!

2018年11月27日 09:10:27 材料科學與工程

現代科技發展對結構金屬材料提出了更加嚴格的要求,一方面希望材料更輕以滿足輕量化需求,另一方面還希望材料耐更高的溫度以保證在大動力/大功率時的服役安全。但是通常金屬材料的安全服役溫度與材料密度呈現反向關系,使得材料的選擇往往顧此失彼。


特別地,當今航空航天、交通運輸等重要領域內的許多部件/構件服役溫度逐漸跨越到250℃-400℃的範圍,但相應的輕質合金材料卻難以承受其“高溫”。相對於其它輕質金屬材料,鋁合金是最有希望在該溫度範圍內使用的輕合金。但是在傳統鋁合金中,其賴以強化的納米第二相顆粒在250℃以上溫度時將會發生嚴重的粗化,強化效果損失嚴重。


在同時外加應力的高溫蠕變情況下,傳統鋁合金材料將發生快速軟化、導致最終的失穩。如何提高納米第二相顆粒的高溫穩定性、進而改善鋁合金的抗高溫蠕變性能,成爲了鋁合金甚至是輕合金體系“卡脖子”的難題。

近日,西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室博士生高一涵、楊衝與青年教師張金鈺在劉剛和孫軍教授的指導下,與美國約翰霍普金斯大學馬恩教授、重慶大學曹玲飛教授合作,在新型抗高溫蠕變鋁合金材料的研發上取得了突破。他們基於納米第二相顆粒界面原子偏聚的微觀組織設計思想,通過在原子層次解析不同溶質原子之間的交互作用,借助相關的熱力學/動力學分析,選用常見的Al-Cu合金並結合Sc元素的微合金化作用,在巧妙的熱處理工藝下,實現了Sc原子在Al2Cu強化相顆粒界面的高濃度偏聚,相當於給Al2Cu強化相顆粒穿上了一件“外衣”,顯著地抑制了該顆粒在高溫下的粗化長大。


圖1 巧妙的熱處理工藝


圖2 組織表徵


同時還額外析出了穩定的Al3Sc顆粒,使得這兩類本來不在相同時效溫度範圍內析出的強化相顆粒和諧地共存。這種微觀組織結構讓普通的Al-Cu合金不再普通,而是具有了超常的抗高溫蠕變性能:在300℃以及大於30MPa外加應力的苛刻蠕變環境下,可安全服役長達350小時以上;如果外加應力在20MPa以下,蠕變壽命可超過2000小時。與前人所報道的鋁合金(包括Al-Cu-Mg系、Al-Mg-Si系、Al-Zn-Mg系、Al-Si系和Al-Sc系)和鋁合金復合材料(添加陶瓷第二相顆粒如Al2O3和SiC)相比,此新型Al-Cu-Sc合金在相同的服役條件下其高溫蠕變性能提高了2-3個數量級。



相關部分結果發表在Materials Research Letters 7(2019)18-25上。目前該材料已經得到了行業內的密切關注,其中中航集團和國家電網的相關單位均希望能盡快推動該材料的工業應用。該研究工作得到了國家自然科學基金、111引智基地等項目的資助。(本號綜合自西安交通大學、MRL)


論文鏈接:

http://news.xjtu.edu.cn/info/1004/103148.htm


來源:材料科學與工程
未經許可,不得轉載或以其他方式使用本網的原創內容。來源未注明或非鋁雲匯的文章,刊載此文出於傳遞更多信息之目的,不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。所有文章內容僅供參考,不構成決策建議。
材料科學與工程 鋁合金 相關的信息

立中集團鋁合金新材料(重慶)工廠開業

近日(2024年12月27日),立中集團的全資子公司——立中合金新材料(重慶)有限公司(簡稱:重慶立中)開業慶典,在重慶市沙坪壩區青鳳科創城舉行。此次慶典標志着立中集團在西南地區投資建設的年產10萬噸高性能一體化鋁合金新材料項目正式投產運營。重慶立中項目由立中四通輕合金集團股份有限公司(簡稱:立中集團)投資建設,項目佔地面積約63畝,分兩期實施。項目將建成智能化數字工廠,專

日上集團:公司在越南投資新建輕量化鍛造鋁合金輪轂智能制造項目項目正在積極推進中

有投資者向日上集團(002593)提問, 尊敬的董祕您好!貴司作爲國內商用車鋼輪最大的生產商、出口商,恰逢新能源汽車顛覆燃油車的黃金時代,有看到貴司積極布局國外市場,根據全球新能源銷量統計,新能源汽車銷量前十的品牌有6家是中國品牌,銷量份額佔比高達36.6%,遠超其他國際品牌,請問貴司在國內是否有跟國內頭部新能源企業合作,有無擴產/投資計劃,謝謝!公司回答表示,尊敬的投資者您好,公司車輪業務在替換
2025-01-02 08:57:43

愛柯迪:公司主要從事汽車用鋁合金、鋅合金精密壓鑄件的研發、生產及銷售業務

有投資者向愛柯迪(600933)提問, 天眼查App顯示瞬動機器人技術(寧波)有限公司成立,目前與特斯拉核心供應商關系如何?未來會在在人形機器人加強合作與應用嗎?公司回答表示,尊敬的投資者,您好!公司目前主要從事汽車用鋁合金、鋅合金精密壓鑄件的研發、生產及銷售業務,未來如有對公司經營業績有重大影響的事項,我們將按照有關規定及時進行信息披露。感謝您的關注!點擊進入交易所官方互動平臺查看更多
2024-12-31 18:02:24

永茂泰:公司生產的鋁合金主要用於燃油汽車發動機缸體、缸蓋、油底殼、支架、活塞、渦輪增壓殼體、變速箱端蓋等

有投資者向永茂泰(605208)提問, 請問公司鋁合金產品是否可用於機器人領域?公司回答表示,尊敬的投資者,您好!公司生產的鋁合金主要用於燃油汽車發動機缸體、缸蓋、油底殼、支架、活塞、渦輪增壓殼體、變速箱端蓋等,新能源汽車電池包組件、電機端蓋、逆變器殼體、減速器殼體等,以及汽車空調壓縮機缸體、缸蓋、支架、制動卡鉗等鋁合金鑄件。謝謝!點擊進入交易所官方互動平臺查看更多
2024-12-31 16:28:12

宜安科技:公司的輕質鎂鋁合金材料可以應用於低空經濟相關產品

有投資者向宜安科技(300328)提問, 您好,公司在鎂鋁合金方面有巨大的技術優勢,且鎂鋁合金符合低空飛行汽車的材料需求,公司是否已與相關公司合作,謝謝。公司回答表示,您好!感謝您對公司的關注。公司的輕質鎂鋁合金材料可以應用於低空經濟相關產品。公司將持續密切關注行業發展動態,推出符合市場和客戶需求的產品。謝謝!點擊進入交易所官方互動平臺查看更多
2024-12-31 15:58:50

銀龍股份:2100MPa高強度高疲勞性能鋼絲目前已研發完成,是目前國內外強度最高、抗拉伸疲勞性能最好的斜拉索橋用鍍鋅鋁合金平行鋼絲

有投資者向銀龍股份(603969)提問, 貴公司除了在主業領域深耕外,還擴展了哪些領域?是否取得進展和業績?公司回答表示,投資者您好,感謝關注。公司堅持預應力材料產業爲主營業務,在新產品、新工藝、新應用三個方面深入研發。2100MPa高強度高疲勞性能鋼絲目前已研發完成,是目前國內外強度最高、抗拉伸疲勞性能最好的斜拉索橋用鍍鋅鋁合金平行鋼絲。2200-2400MPa混凝土用超高強鋼絞線選擇國內鋼廠或
2024-12-23 17:59:09

美利信:公司在車聯網相關的通訊領域,能夠根據客戶產品升級和迭代發展需求,爲客戶提供相應的鋁合金精密壓鑄件產品

有投資者向美利信(301307)提問, 成渝經濟區對貴司發展是否有實質性幫助,東數西算,算力服務器等通信相關產業貴司是否參與?公司回答表示,尊敬的投資者您好,公司在車聯網相關的通訊領域,能夠根據客戶產品升級和迭代發展需求,爲客戶提供相應的鋁合金精密壓鑄件產品。感謝您對公司的關注。點擊進入交易所官方互動平臺查看更多
2024-12-20 08:58:09

豐華股份:公司子公司生產的鎂鋁合金零部件目前主要應用在汽車、摩託車和園林手動工具等終端產品上

有投資者向豐華股份(600615)提問, 董祕您好:【重慶:鼓勵市產業投資母基金和產業資本等出資組建具身智能機器人產業投資基金】請問貴公司的鎂合金材料可以供貨機器人行業或者低空經濟行業產品?公司回答表示,尊敬的投資人您好!公司子公司生產的鎂鋁合金零部件目前主要應用在汽車、摩託車和園林手動工具等終端產品上,在機器人行業或者低空經濟行業等領域暫未應用。謝謝關注。點擊進入交易所官方互動平臺查看更多
2024-12-17 18:28:45
更多與 材料科學與工程 鋁合金 相關的信息
微信免費鋁價推送
關注九商雲匯回復鋁價格
微信掃碼