科技日報記者 劉園園

記者4月23日從中國有研科技集團有限公司（以下簡稱中國有研）獲悉，該集團科研團隊突破國際上現(xiàn)有的鋁合金材料體系，原創(chuàng)開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低密度-高強高韌-高鎂含量鋁合金材料（以下簡稱高鎂輕強鋁）。

目前，在充分進行前期實驗室基礎(chǔ)研究的前提下，面向航空航天、軌道交通典型應(yīng)用場景，科研團隊已推動完成高鎂輕強鋁系列規(guī)格厚板、擠壓材、鍛件的工業(yè)化試制和關(guān)鍵性能評價。

據(jù)介紹，高鎂輕強鋁主要是面向航空航天、軌道交通等領(lǐng)域高端裝備高機動、高速度、大載重、低成本的發(fā)展需求而研制。其可支撐鋁合金結(jié)構(gòu)件在當(dāng)前水平基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)設(shè)計減重5%-10%以上，對我國高端裝備輕量化和低成本發(fā)展具有重要意義。

“當(dāng)前，面向未來的高強鋁合金材料研發(fā)，全球似乎均已進入瓶頸階段。若繼續(xù)按照當(dāng)前已知的路徑發(fā)展，高強鋁合金材料的成本將越來越高，用途將越來越窄。”中國有研科技委副主任，有色金屬結(jié)構(gòu)材料全國重點實驗室主任熊柏青表示。

為此，中國有研科研團隊希望能在國際鋁合金牌號體系之外開展原始創(chuàng)新，開發(fā)出更輕、強度更高、綜合性能優(yōu)異、低成本的新一代高強高韌鋁合金。

科研團隊把目光投向了鎂元素。“鎂是鋁合金中的主要合金元素之一，也是中國的優(yōu)勢資源，密度僅為1.74克每立方厘米，添加鎂元素對降低鋁合金的密度十分有利。”熊柏青說，然而，在現(xiàn)有體系的鋁合金中，鎂元素的添加量存在上限限制。在超過鋁合金極限固溶度的情況下繼續(xù)添加鎂元素，會嚴(yán)重影響鋁合金的綜合性能。

經(jīng)過反復(fù)理論計算和實驗驗證，中國有研科研團隊突破鎂元素在鋁基體中的室溫固溶度極限，建立了低密度-高強高韌-高鎂含量鋁合金材料技術(shù)原型，成功開發(fā)了高鎂輕強鋁。

“未來，我們將持續(xù)推進新型合金工業(yè)化制備加工技術(shù)成熟度提升和考核驗證，實現(xiàn)高鎂輕強鋁在航空航天、高鐵、新能源汽車、機器人以及消費電子產(chǎn)品等場景下的落地應(yīng)用，并推動相關(guān)科技成果加快轉(zhuǎn)化。”熊柏青說。

（中國有研供圖）