科创中国
含钪稀土高性能铝合金制备关键技术研发
发布时间:
2026-09-07
截止日期:2026-09-21
价格 ¥50万
地区： 四川省 广元市 利州区
需求方： 广元***究院
行业领域
新材料产业
需求背景
铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好、加工性能优良等突出优势，是国防军工、航空航天、轨道交通、高端装备制造等领域不可或缺的关键结构材料。随着我国国防现代化和高端装备制造业的快速发展，对铝合金的综合性能提出了越来越高的要求——不仅要求更高的强度和韧性，还要求优异的耐腐蚀性能、耐热性能和抗疲劳性能。微量钪（Sc）及稀土元素的添加被公认为是提升铝合金综合性能最有效的手段之一，含钪稀土铝合金被誉为铝合金领域的"皇冠明珠"，在军用飞机、导弹壳体、舰船装备、高铁车体等高端应用场景具有广阔前景。然而，目前我国含钪稀土铝合金的工业化制备技术尚不成熟，存在成分控制难度大、组织均匀性差、生产成本高等问题。开展本项目研究，对于打破国外技术封锁、实现高端铝合金材料的自主保障、推动广元地区铝基新材料产业向特种化、高端化方向发展具有重要意义。
需解决的主要技术难题
本项目需解决以下关键技术难题：
1.含钪稀土铝合金成分优化设计
基于CALPHAD相图计算方法和第一性原理计算，系统研究Sc及混合稀土（如Ce、La、Y等）在铝合金中的固溶度、析出行为及其与Al基体、其他合金元素（Cu、Mg、Zn、Zr等）的交互作用规律；通过多目标优化，设计出具有高强韧、耐腐蚀、耐高温等综合性能最优的合金成分体系。
2.含钪稀土铝合金工业化熔铸工艺技术
研究Sc、稀土元素在熔炼过程中的烧损规律和收得率影响因素，开发稀土元素的精确添加和高效熔体处理技术；优化熔炼温度、铸造速度、冷却强度等半连续铸造（DC铸造）工艺参数，解决铸锭内部裂纹、成分偏析、晶粒粗大等铸造成型难题，实现大规格（直径≥300mm）优质铸锭的工业化稳定生产。
3.含钪稀土铝合金形变与热处理组织调控技术
系统研究含钪稀土铝合金在热变形（挤压、锻造、轧制）和热处理（固溶、时效）过程中的微观组织演变规律，重点揭示Al₃Sc纳米析出相的形核、长大及粗化行为对合金强韧化、耐腐蚀和耐热性能的作用机制；优化形变热处理（TMT）工艺参数，实现晶粒细化、织构控制和析出相分布的精确调控。
4.含钪稀土铝合金特种型材/锻件的成型与应用评价
开发含钪稀土铝合金特种型材（如复杂截面型材、薄壁管材）的挤压成型技术和关键锻件的锻造工艺，完成产品的力学性能、疲劳性能、耐腐蚀性能等系统评价，建立面向不同应用场景的产品技术标准体系。
期望实现的主要技术目标
a.研制出1～2种含钪稀土高性能铝合金牌号，综合性能达到国际先进水平
b.合金抗拉强度≥600 MPa（T6状态），屈服强度≥550 MPa，延伸率≥8%
c.合金耐腐蚀性能（晶间腐蚀、剥落腐蚀）优于现有7×××系铝合金，腐蚀等级≤3级
d.合金高温（200℃）抗拉强度≥400 MPa，较常规铝合金提升≥30%
e.形成含钪稀土铝合金大规格铸锭（直径≥300mm）的工业化稳定制备能力
f.完成1～2种典型特种型材/锻件的试制，通过应用验证评价
下载app