耐熱合金的輕量化是國際競爭熱點(diǎn)，輕質(zhì)耐熱鋁合金替代部分非主承重鈦合金/鋼鐵材料能有效提高能源利用 率，具有廣泛的應用前景。但是，工業(yè)常用Al-Si/AI-Cu系鋁合金的強化相300°℃以上易粗化或溶解導致強化效果 銳減，開(kāi)發(fā)一種面向300-400℃區間長(cháng)效服役的鑄造鋁合金意義重大，與國家大力推進(jìn)”雙碳“政策密切相關(guān)。
大部分AI-Si/AI-Cu系合金在300℃僅能保留25-50%室溫抗拉強度，350°℃抗拉強度急劇衰減，如圖1所示， 兼顧室溫強度與高溫抗軟化性是耐熱合金的設計難點(diǎn)。本項目基于耐熱鋁基共晶合金開(kāi)展多尺度結構調控，通過(guò) 成分設計與工藝優(yōu)化形成“纖維墻微米骨架-多組元納米析出”結構，開(kāi)發(fā)出新型輕質(zhì)耐熱鋁基共晶合金，鑄造性能 優(yōu)異(與AI-Si 合金相當),熱裂敏感性低，密度≤2.85cm3/g,300℃ 能保留超過(guò)60%室溫抗拉強度，350℃能 保留超過(guò)50%室溫抗拉強度，300-400 ℃熱暴露無(wú)顯著(zhù)粗化(圖2所示),蠕變性能優(yōu)異，能夠在300-400℃區 間長(cháng)效服役。
鋁基耐熱共晶合金是耐熱合金的輕量化主要方向之一，廣泛應用于發(fā)動(dòng)機活塞與缸體、石油鉆桿、飛機輪 轂、航空尾翼等部件。針對當前耐熱鋁合金室溫強度與高溫抗軟化性難兼顧、難以滿(mǎn)足300-400°℃區間長(cháng)效服役 的核心問(wèn)題，鋁基耐熱共晶合金的開(kāi)發(fā)能填補300-400℃區間耐熱鋁合金的空白。
