超強(qiáng)耐蝕無磁鋁合金材料介紹

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1、http://www.docin.com/sundae_meng超強(qiáng)耐蝕無磁鋁合金材料（推薦獎(jiǎng)種：國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)）一、項(xiàng)目名稱超強(qiáng)耐蝕無磁鋁合金材料二、主要完成人張新明（中南大學(xué)）,尹登峰（中南大學(xué)），陳明安（中南大學(xué)）,朱耀明（中南大學(xué)），鄭玉林（南南鋁業(yè)股份有限公司），劉勝膽（中南大學(xué)）三、項(xiàng)目起止時(shí)間1980年6月18日至2010年11月26日。四、具體計(jì)劃、基金的名稱和編號(hào)1.航天工業(yè)部項(xiàng)目（1980年）：儀表用低磁化率Al-Cu-Zn-Mg合金棒材研究；2.“863”計(jì)劃項(xiàng)目：航天器用無磁高強(qiáng)耐蝕鋁合金XXXX件研制

2、（2002AA741082）；3.“973”計(jì)劃項(xiàng)目：提高鋁材質(zhì)量的基礎(chǔ)研究（G1999064900）；4.“973”計(jì)劃項(xiàng)目：高性能鋁材與鋁資源高效利用的基礎(chǔ)研究（2005CB623700）；5.中國空間技術(shù)研究院資助項(xiàng)目：航天器用無磁高強(qiáng)高韌耐蝕鋁合金XXXX件研制（2002）；6.中鋁資助項(xiàng)目：高強(qiáng)鋁合金材料的淬透性研究（CHALCO-2007-KS-07）。五、項(xiàng)目簡介我國發(fā)展的運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船等航天器、衛(wèi)星等對(duì)材料提出了極低磁性、高強(qiáng)度和高耐蝕迫切需求，要求磁性低于純鋁（6.010http://www.doc

3、in.com/sundae_meng×10-7cm3/g，稱“無磁”），強(qiáng)度600MPa以上（超強(qiáng)），抗應(yīng)力腐蝕性能大于10MPa·m1/2。國外對(duì)有關(guān)材料高度保密。此前國內(nèi)使用不銹鋼的磁性與密度高，鈦材密度高，鈹材制備有毒，LY12鋁合金強(qiáng)度低且磁性不合要求，我國航天重大工程的發(fā)展面臨“無磁”輕質(zhì)高強(qiáng)材料瓶頸問題！鋁合金材料的強(qiáng)度、耐蝕性往往相互制衡，同時(shí)提高是鋁合金材料領(lǐng)域的難題，實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)、耐蝕、無磁三項(xiàng)性能協(xié)同難度更大！本項(xiàng)目歷經(jīng)30余年，針對(duì)不同型號(hào)的需求，先后創(chuàng)制了三種低磁化率鋁合金材料，成功應(yīng)用于嫦娥工程、神舟系列

4、飛船、長征系列運(yùn)載火箭及多種衛(wèi)星的關(guān)鍵構(gòu)件，多次重大發(fā)射均獲得圓滿成功，為我國航天事業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)！其應(yīng)用凈化了航天飛行器磁環(huán)境，提高了安全裕度和可靠性，使失效問題根本解決，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)構(gòu)件大幅度減重；超強(qiáng)耐蝕無磁鋁合金性能指標(biāo)已達(dá)抗拉強(qiáng)度640~675MPa,屈服強(qiáng)度605~630MPa，延伸率10~12%，抗應(yīng)力腐蝕性能大于15MPa?m1/2，磁化率在4.11×10-8cm3/g以下，這些高綜合性能指標(biāo)對(duì)推進(jìn)航天器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的材料基礎(chǔ)！本項(xiàng)目發(fā)明的無磁鋁合金材料成分、制備技術(shù)及其獨(dú)特的高綜合性能在國

5、內(nèi)外未見報(bào)道。本項(xiàng)目基于磁感強(qiáng)度疊加原理，引入抗磁元素，形成負(fù)的或小于純鋁磁化率、且能阻止位錯(cuò)切過或繞過的強(qiáng)化相，由低磁Al、Mg，抗磁Zn、Cu、Ag元素生成納米共格/半共格Al2Cu（-0.5×10-6cm3/g）、Al2CuMg（-0.907×10-6cm3/g）、MgZn2（0.007×10-6cm3/g）強(qiáng)化相；利用晶體磁性各向異性，引入Cr、Mn、Ti等微合金元素生成亞微米彌散相強(qiáng)化弱磁性方向基體組織，發(fā)明Al-Zn-Cu-Mg-X(Ag、Cr、Mn、Ti)無磁鋁合金成分。構(gòu)建“微結(jié)構(gòu)多尺度效應(yīng)與晶體低能界面協(xié)同”

6、10http://www.docin.com/sundae_meng提高強(qiáng)度、耐蝕性和降低磁性的多相組織模式，發(fā)明了超強(qiáng)耐蝕無磁鋁合金材料制備的關(guān)鍵技術(shù)，包括：多級(jí)均勻化、分級(jí)加熱固溶技術(shù)，制備出具有小角度晶界、纖維組織和強(qiáng)<111>織構(gòu)的材料，實(shí)現(xiàn)基體界面協(xié)同，強(qiáng)化超強(qiáng)耐蝕無磁性能；高溫預(yù)析出時(shí)效技術(shù)，制備出具有晶內(nèi)高密度共格/半共格、晶界不連續(xù)分布無磁強(qiáng)化相的材料，實(shí)現(xiàn)第二相界面協(xié)同，強(qiáng)化超強(qiáng)耐蝕性能；淬透層深度與殘余應(yīng)力協(xié)調(diào)的淬火技術(shù)，解決超強(qiáng)耐蝕無磁厚截面材料性能均勻性調(diào)控難題。上述關(guān)鍵技術(shù)已拓展應(yīng)用到航空航天、交通運(yùn)

7、輸?shù)阮I(lǐng)域所需大規(guī)格高性能鋁合金材料的研制和生產(chǎn)，在西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、南南鋁加工有限公司等航空航天鋁材骨干加工企業(yè)得到應(yīng)用，促進(jìn)我國鋁合金加工技術(shù)進(jìn)步及鋁合金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。獲授權(quán)發(fā)明技術(shù)專利10項(xiàng)；發(fā)表論文75篇，被SCI、EI檢索52篇；材料已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，建立了生產(chǎn)工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用規(guī)范，已列入航天材料優(yōu)選目錄。六、主要技術(shù)發(fā)明發(fā)明點(diǎn)1：發(fā)明了三種高性能無磁鋁合金成分，并構(gòu)建了“微結(jié)構(gòu)多尺度效應(yīng)與晶體低能界面協(xié)同”提高材料高綜合性能的原理，解決了超強(qiáng)耐蝕無磁鋁合金成分與組織模式設(shè)計(jì)難題。學(xué)科：有色金屬及其

8、合金材料；旁證材料：授權(quán)專利ZL200710034536.5，ZL200710081164.1，ZL200710082364.9和研究論文。純鋁的磁化率約為6.0×10-7cm3/g。要使鋁合金磁化率繼續(xù)降低難度相當(dāng)大，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)引入抗磁元素、形成負(fù)的或極低磁化率且具強(qiáng)化效應(yīng)