耐热高强铝合金系列新材料

铝合金是交通运输、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。然而铝合金的强度随工作温度升高而急剧降低，350℃抗拉强度仅为室温的25%左右，传统的Al-Si系、Al-Cu系和Al-Fe-TM-Si系耐热铝合金均难以满足未来发动机等在苛刻环境下服役部件对轻质高耐热性材料的需求。因此，铝合金耐热性能亟待突破。

针对该瓶颈，山东大学提出纳米晶种技术，突破瓶颈，发明了新一代耐热高强铝合金新材料。

实施效果

耐热超高强铝合金新材料

发明的耐热超高强铝合金新材料，经国家有色金属及电子材料分析测试中心检测，其室温、350℃及500℃抗拉强度分别为506MPa、217MPa和96MPa (图7-1)，700℃抗压强度仍能保持31.76MPa。

图7-1耐热超高强铝合金新材料性能：(a)室温拉伸性能；(b) 350℃拉伸性能；(c) 500℃拉伸性能

耐热高强高模量铝合金新材料

发明的耐热高强高模量铝合金新材料300℃抗拉强度达258MPa，室温抗压强度达2.163GPa；该材料弹性模量尤为突出，高达174.6GPa，而传统耐热铝合金弹性模量一般在80GPa以下，如图7-2所示。

图7-2耐热高强高模量铝合金新材料性能：(a) 350℃拉伸性能；(b)弹性模量测试；(c) 抗压性能测试

图7-3列举了几个耐热高强铝合金新材料制品：(a) 图是将耐热高强铝合金新材料熔接至活塞头部，满足了高功率密度发动机对耐热性能、耐磨性能、抗疲劳性能等的苛刻要求；(b) 为利用耐热高强铝合金挤压的管材，作为油田油管，可满足深井高温环境下超长时热暴露后力学性能的需求；(c) 为利用耐热高强铝合金制造的搅拌器件，可在850℃以上的铝水中长时间服役不发生蠕变。

图7-3耐热高强铝合金新材料制品

产品优势

新材料高温力学性能突出，可在350℃达到210MPa，500℃达到96MPa。

新材料具有优异的热稳定性，在高温环境（＞350℃）下长时间服役，力学性能基本不发生衰退。

新材料具有良好的加工成型性能。

产品规格

耐热高强铝合金系列新材料可根据客户需求制成锭状、坯状、杆状等，并可与铸造、锻造、旋压、焊接等工艺相结合。

应用领域

现代汽车交通、油气开采、海洋船舶动力装备、重型装甲武器、先进空天飞行器等轻量化发展领域及相关高耐热性需求的零部件制造业。