解密|俄罗斯研发出可用于400℃高温的铝合金

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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。

Structure and heat resistance of high strength Al–3.3%Cu–2.5%Mn–0.5%Zr (wt%) conductive wire alloy manufactured by electromagnetic casting刊载在JAC上

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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。

公众号：中冶有色技术平台关注 | 俄罗斯开发出可耐400°C高温的铝合金

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。

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。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，虽然没有进行详细的统计过，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。