高性能轻合金材料设计

当前社会的 "绿化" 趋势要求材料生产商在材料技术方面提供持续的和有竞争性的突破, 以应对能源消耗、环境、卫生保健和气候变化等方面的挑战。在车辆和运输行业, 主要的方法之一是减少其重量, 以提高车辆的能效和性能, 并减少其对环境的影响。新的低密度/高强度和易成形材料的开发, 以及通过各种制造步骤的结合来提高轻质零件生产的效率是解决这些挑战的关键方案之一。
作为重要的工程材料之一, 铝和其合金越来越多地应用于汽车和运输行业, 成为铝供应商成长最快的市场。传统的生产铝制品的工艺路线, 如挤压型材、管材或锻造产品, 均采用直接铸造, 然后经过均匀化、挤压、锻造和时效硬化。对于高合金材料, 这一工艺路线有其局限性, 因为如果合金含量超过5～10%，传统铸造凝固过程是十分缓慢, 材料会产生严重的宏观偏析。本项目将依托挪威工业技术研究院(SINTEF)，采用快速凝固方法是替代传统的铸造、锻造工艺过程，这一过程中, 高合金材料将获得细小晶粒度和均匀的显微组织，材料性能将显著改善,特殊高强铝合金的屈服强度可以高达700兆帕，材料综合性能也可以得到巨大改善, 如具有优异的抗疲劳性能、合理的延性、较高的刚度、较高的耐磨性和较低的热膨胀系数。部分快速凝固合金也可以在高温下保持高强度。因此, 这些材料在汽车、航空和国防应用领域具有巨大的应用潜力，也具有十分广阔的市场。