耐500℃！铝合金应用难题被攻克
最近，天津大学材料学院教授何春年团队研发出新型氧化物弥散强化铝合金，将铝合金的服役温度从350℃提高至500℃，攻克了铝合金难以在400℃以上高温环境应用的难题。相关研究成果以“超分散氧化物强化的耐热铝合金”为题发表于《自然材料》期刊上。
图为超细氧化物纳米颗粒在铝基体中的均匀分散。
航空航天、交通运输等重要领域提速减重的重大需求，对轻质金属材料的耐热性能提出了更高要求。尽管铝合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀等优势，但由于其耐热性差，在当前航空航天领域最为关心的350℃—500℃温度区间，铝合金的高温性能急剧衰减成为制约结构设计、影响服役安全的关键短板。因此，持续推进高性能耐热铝合金的研发工作，特别是面向350℃—500℃的耐高温铝合金材料，具有重要意义。
图为材料优异的室/高温力学性能。
为此，何春年团队通过在铝合金中引入高含量、超细尺寸、均匀分散的纳米氧化物颗粒，成功提升了铝合金的耐高温性能。在研究中，该团队提出了全新的制备思路，解决了困扰已久的纳米颗粒的分散难题，将理论上最理想的材料转化为现实。最终，研制的新型铝合金在500℃的拉伸强度（200兆帕）相比传统铝合金提高了6倍以上，高温稳定性提高了几个数量级。
图为材料优异的蠕变性能。
研究工作发表后，国际知名金属材料专家、法国格勒诺布尔国立理工学院Alexis Deschamps教授对这一工作的重要性和潜在影响做了详细的评论和深入解读，认为该工作“发展了新型超细纳米氧化物弥散强化合金设计新策略，使得所制备的铝合金在高达500℃时仍具有前所未有的拉伸强度和抗高温蠕变性能，为铝合金在高温环境中的应用开辟了崭新领域”。
图为材料优异的高温稳定性。
何春年说：“这一新工艺过程简单、物料成本低廉、易于规模化生产，因而具有显著的工业应用数值。我们正在与行业领军企业与科研院所合作开展面向航空发动机与航天重要部件用耐热铝合金的制备研究，大力推进该材料的产业落地。”
来源 新华社
编辑 谢永利
流程编辑 刘伟利
必看—可耐400℃的高温铝合金
作为铝加工人，一直希望铝合金能有更高的强度、更好的韧性，当然也希望能达到更高的使用温度。据报道，今日俄罗斯的一帮“铝合金”专家学者们研究出了一种可以在高温条件下使用的铝合金，具体情况是什么样呢？
请听小编来讲解一下“耐热铝合金”
与钢的“氢脆”不同，有数据表明铝合金服役的温度越低性能越好，在-150℃或者更低的温度，铝合金还能表现出“超出以外”的优秀性能。但是温度一高，铝合金的热载荷下服役能力就显著下降，常规的航空铝合金的使用温度一般在150℃左右，瞬时热冲击温度不能超过200℃。温度再高，铝合金的软化效应就特别明显，有没有新的“强化机制”能使铝合金的服役温度提高呢？近期，有行业媒体报道了俄罗斯的同行们提出了一种新的解决方案，Al–3.3%Cu–2.5%Mn–0.5%Zr系合金——据说在400℃条件强度不下降。
本文所涉及的高温铝合金- 刊载的杂志
最近小编的朋友圈里面，出现了这样一个消息，可以400℃下使用的铝合金
"我们的材料具有热稳定结构，可以承受400℃的高温。而所有已知的铝合金在250-300℃时就会出现明显软化。我们的合金中含有铜、锰和锆，这使其导电性、强度和耐热性得到了近乎完美的结合。"NUST MISiS金属成型系高级研究员托尔戈姆·阿科皮安说。
此外，铝合金导线可以有效地替代目前使用的昂贵且笨重的铜基导线。它在飞机、高铁和其他设备中的使用将显著降低它们的重量和外形尺寸，从而节省燃料并减少有害排放。
NUST MISIS ，400℃的铝合金，都是神一样的存在。
所以，立刻吸引了小编的兴致，马上去研究研究。
先说，NUST MISIS的历史可以追溯到一个多世纪前，当时莫斯科矿业学院于 1918 年成立，冶金系是其中的一部分，到 1921 年，随着这些系的扩大已经转变为大学；1930 年，它被划分为六个独立的机构。后期，又进行了整合，其中三个——钢铁学院、基础金属学院和矿业学院——合并为一所教育机构，即国立科技大学 NUST MISIS。
高温铝合金研究的团队 - 莫斯科矿业学院
历史上，NUST MISIS出现过很多伟大的科学家，目前是俄罗斯材料领域最好的大学，看起来至少在“研究机构”的还是很靠谱的。
文章发表在JAC上，国内的研究学者对这个杂志的贡献是非常大，虽然没有进行详细地统计过，但是随便找一下就能看到作者的名字是“汉语拼音”的（不是说好的要把论文写在祖国的大地上的吗？）
小编先看了一下摘要：
The Al-3.3Cu-2.5Mn-0.5Zr (wt%) alloy was manufactured by electromagnetic casting and further subjected to processing including cold rolling, drawing and annealing. Excellent processability of the alloy at cold rolling and drawing was observed due to the ultrafine as-cast structure. Annealing of the cold-rolled strip at 350 °C for 48 h insignificantly reduces the hardness, but the electrical resistivity (ER) decreases by almost 3 times (from 115 to 40 nΩm). The large deformation during rolling (reduction 98.4%) and high fraction of the Zr- and Mn-bearing nano dispersoids (Al20Cu2Mn3 and Al3Zr-L12) stipulated the high set of mechanical properties and electrical conductivity after annealing at 400 °C (UTS~330 MPa, YS~250 MPa, EL~7%, 42.5 IACS). A model of ER dependence on the phase composition was proposed. While at above 400 °C there is a good agreement between the calculated and experimental values, the scatter at lower temperatures is attributed to exposure times insufficient for achieving the equilibrium (Al) composition. Atom probe tomography was employed for observation of Cu, Mn and Zr concentrations in (Al) after annealing at 350–450 °C. According to the experimental results and root-mean-square calculations, annealing at between 350 and 400 °C allows achieving (Al) compositions close to the equilibrium in reasonable time while with decreasing temperature the diffusion of Zr in (Al) decreases and thus it requires extremely long exposures, e.g. at 300 °C it is about 23,000 h. From this viewpoint annealing at below 350 °C is unreasonable for achieving lower ER.
核心的概意思是：NUST MISIS的学生（当然还有别的专家）采用电磁铸造法铸造了铝合金，并进一步进行冷轧、拉拔和退火等加工工艺。由于超细铸态组织（电磁铸造法），合金在冷轧和拉拔时具有优异的加工性能。冷轧带钢在 350 °C 下退火 48 小时不会显着降低硬度，但电阻率 (ER) 降低到原来的1/3（从 115 到 40 nΩm）。轧制过程中的大变形（变形量高达 98.4%）以及含 Zr 和 Mn 的纳米弥散相（Al20Cu2Mn3 和 Al3Zr-L12）使得这种材料在 400 °C 退火后的，材料的力学性能和电导率有较好的结果（UTS~330 MPa, YS~250 MPa, EL~7%, 42.5 IACS）。
找到了正主，却没有看到“行业媒体”所说的：
“我们的材料具有热稳定结构，可以承受400℃的高温。而所有已知的铝合金在250-300℃时就会出现明显软化。我们的合金中含有铜、锰和锆，这使其导电性、强度和耐热性得到了近乎完美的结合”啊
更没有看到， 42.5 IACS就能替代铜基导线这类“跨世纪”的命题。
行业媒体就应该有行业媒体的专业、负责态度。
文中所涉及的铝合金文章的部分截图
文章所涉及高温铝合金的期刊的截图
若想获取文章全文，关注后私信小编“高温铝合金”获取
俄研制出耐400℃高温铝合金 2022年铝合金行业发展前景预测分析
中商情报网讯：近日，俄罗斯国立研究型技术大学研制出一种低成本、可耐400℃高温的铝合金，相较于其他类似合金可承受范围高出100℃至150℃，预计将大大减少铁路运输、航空和其他设备的重量和碳足迹。而我国在碳中和和轻量化背景下，也在积极探索“以铝代钢”的发展模式，推动铝合金行业的发展。
铝合金行业发展现状
1、铝合金行业市场规模
由于铝合金耐高温、可循环利用、低成本等优点，近年来日益受到各个领域的广泛应用。2017年铝合金行业市场规模为2011.18亿元，2020年增长至2765.53亿元。预计2021年铝合金行业市场规模将达到2997.55亿元，2022年将进一步达到3318.34亿元。
数据来源：中商产业研究院整理
2、铝合金产量
近年来，我国铝合金产量持续增长。2016年铝合金产量7450万吨，2020年增至964万吨。2021年1-9月铝合金产量835万吨，同比增长19.2%。
数据来源：中商产业研究院整理
3、铝合金应用领域
铝合金是指通过在铝板加工过程中加入各种合金元素，如铜、硅、镁、锌、锰等，使其产品组织结构和机能发生改变，从而得到的合金材料。铝合金行业的主要应用领域，包括交通运输、包装、建筑、电子电力、机械、耐用品及其他应用领域，涉及行业与企业种类较多，市场化程度较高。
其中，铝合金在建筑领域的应用占比最大，为28.5%。其次交通运输、电子电力的占比分别为18.2%、15.5%。数据显示，铝合金产品在建筑、交通运输及电子电力三大领域的应用较为广泛，应用占比合计超过60%。
数据来源：中商产业研究院整理
4、铝合金行业竞争格局
目前，我国铝合金行业市场竞争激烈，生产企业主要以中小型企业为主，行业集中度相对较低。在铝合金生产领域，主要有中国铝业、云铝股份等企业，兼备铝矿开采和铝合金产品生产与销售；在铝合金等有色金属复合材料领域，主要有铂力特、宁波富邦等企业，主营铝合金及铝型材生产制造；在铝压铸及汽车用铝合金领域，主要有亚太科技、应流股份、永茂泰、广东宏图等企业，生产高端铝合金铸件、汽车用铝合金零部件等，推动汽车轻量化发展。
资料来源：中商产业研究院整理
铝合金行业发展前景
1、政策利好铝合金行业发展
铝合金相较于其他金属材料，具有绿色、环保、高效、高精度和可循环使用等综合优势，近年来，铝合金行业受到国家产业政策的鼓励和支持。积极推进新型轻质高强材料的新原理与新技术，重点研发先进铝合金、镁合金、钛合金等轻质高强材料的新型轻质材料/结构一体化、智能化、柔性化设计与制造技术的研发。积极推广铝合金应用领域，利好铝合金行业发展。具体政策如下：
资料来源：中商产业研究院整理
2、汽车轻量化推动铝合金需求增长
材料轻量化是汽车轻量化最直接也是最有效的路径。铝合金相比钢，密度较小，减重潜力大；相比镁合金，成本较低，成型工艺和连接方式较为成熟。另外，铝的储量较大，耐腐蚀性好，回收利用率高，因此逐步成为汽车轻量化的主流材料，推动铝合金的需求增长，进一步带动了铝合金消费的增加。
3、铝合金应用领域扩展助推行业发展
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，目前铝合金行业已发展成相对成熟的市场。在低碳经济成为大势所趋的今日，由于市场需求的增加以及铝加工技术的提高，铝合金在新能源汽车、高铁、船舶、航空等高端领域的应用也越来越广，预计随着铝合金应用领域的不断探索与拓展，将进一步推动铝合金行业的发展。
更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国铝合金行业市场前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业情报、产业研究报告、产业规划、园区规划、十四五规划、产业招商引资等服务。