项目名称

多维动态脉冲塑性变形技术制备低成本大块高强韧铝锂合金棒材

完成人

柏玉吉，赵永好

联系人

赵永好

联系人手机

18915971789

邮箱

yhzhao@njust.edu.cn

完成人单位

南京理工大学

技术领域

先进基础材料       £能源材料       □信息材料    

□环境工程材料       £生物医用材料      □衣食住行材料  

☑安全工程材料       □材料检测与分析技术

材料设计制造工艺、装备、软件及智能化

关键词（3～5个）

高强韧铝锂合金，多维动态脉冲塑性变形技术，强韧性

应用领域

航天航空、船舶工业、建筑结构、汽车交通

项目简介（300字左右）

锂是世界上已知最轻的金属，在元素周期表中，只有氢和氦排在它前面。在铝合金中每添加1% 的锂元素，铝合金密度将会降低约3%，刚度可提高约6%。铝锂合金不仅具有低密度、高弹性模量、高比强度等优点，同时还具有低疲劳裂纹扩展速率、较好的高温及低温性能等特点。虽然铝锂合金具有许多优异的性能，然而，铝锂合金高强韧性的进一步探索仍然成为限制其广泛应用的“卡脖子”问题。目前对铝锂合金开发也不成熟，缺乏有效的加工工艺。本研究组发展了多维动态脉冲塑性变形技术，其独特的三向应力状态使之具有突出的强化金属和细化晶粒的能力。通过适当的工艺设计和构筑新型微结构，将2195锂合金的抗拉强度提升至631MPa，屈服强度提升至620MPa，延伸率保持在5%以上。翔实的微观组织演变表征、变形行为分析及强化机制揭示对开发高性能铝锂合金具有重要的指导意义。

经济效益与社会效益（150字内）

铝锂合金的密度较低（约为2.4~2.5 g/cm³），仅为传统铝合金的一半左右。在飞机制造中，使用铝锂合金可以显著减轻重量，提高燃油效率。例如，波音787飞机大量采用铝锂合金，其燃油效率比传统飞机提高了20%以上，从而降低了运营成本。在汽车制造中，使用铝锂合金可以减轻车身重量，提高燃油经济性和动力性能。据估计，每减轻10%的车身重量可以提高约6%的燃油效率，从而节省燃料成本。例如，特斯拉Model S就使用了大量的铝锂合金，以提高续航里程和驾驶性能。多维动态脉冲塑性变形技术工艺和设备简单，成本低，能够大批量生产。