项目简介:
       研究背景：
       轻量化是全球航空航天、交通运输及国防军工等领域发展的大趋势和节能减排的必然选择，高性能铝合金如耐热高性能铝合金与高强超高强铝合金是重要基础材料支撑。然而，铝合金强度随温度升高急剧降低，350℃强度不足室温的1/4；而现代动力装备对其要求越来越高，两者形成了反差。铝合金耐热性能亟待突破，但仍存在三大关键共性问题尚未解决：强化相高温不稳定、耐热相构型不可控、耐热相与基体不匹配，迫切需要研发新一代耐热高性能铝合金材料。而高强超高强铝合金因Zr/Si致细化中毒，使铸坯α-Al枝晶异常粗大；导致偏析、缩松、热裂，伴随羽毛状晶、雪花斑、组织不均匀等缺陷；显著降低铸件的强韧性、疲劳性能、组织致密性、组织均匀性和产品的一致性。同时，还增加了铸坯的各向异性，变形能力差，工艺性能差，产品综合性能差。Zr/Si导致的细化中毒成为制约高强超高强铝合金铝合金及其加工技术发展的瓶颈，是高端铝材深加工亟待解决的难题。因此，破解该难题十分紧迫，势在必行。
       技术成果一：山东大学以熔体结构研究为突破口，发明纳米晶种材料；提出纳米晶种技术，调控初晶相和耐热相构型；突破瓶颈，提升传统耐热铝合金高温性能，发明了系列耐热高性能铝合金新材料，包括耐热超高强、耐热高强高模量、耐热高强耐磨等铝合金新材料。发明的耐热高性能铝合金新材料，其 350℃抗拉强度达 217MPa，与传统耐热铝合金相比，实现了强度倍增；与俄罗斯、美国等研制的新型耐热轻质铝合金相比，具有明显的领先优势。
       技术成果二：山东大学从揭示细化中毒机理出发，经过 17 年技术攻关，研制出了抗中毒 TiCB 晶种合金，与传统 Al-Ti-B/Al-Ti-C 细化剂相比具有突出的优势：抗细化中毒、细化与强韧化同步、适用范围广、Ti 量低、低成本。TiCB不仅是一种超级晶种细化剂，更是一项提升铝合金性能的新技术，是一把开启铝合金新材料与加工新技术研发的“金钥匙”和 有力“抓手”。
       产业化程度及应用前景：耐热高性能铝合金新材料及 TiCB 纳米晶种合金已实现产业化。1. 耐热高性能铝合金新材料在发动机关键零部件、海洋油气开采（油气管）、飞机场机坪、空天飞行器结构件、国防装备（火炮炮管、热护套）等领域应用前景广阔。2. TiCB 纳米晶种合金可广泛用于铸造铝合金及变形铝合金的熔体处理技术，以获得超细晶组织、消除早缺陷、提高综合力学性能及产品一致性，同时增大工艺窗口，提高成品率；还可用于实现材料升级: 7050+(700MPa)，ZL205A + (600MPa)，ZL114 +(380MPa) ，A356 +(340MPa)。