新华社报道西安交大科研团队为超高温合金开发提供新思路

西安交通大学金属材料强度全国重点实验室研究团队成功研制出一种可在2000℃至2400℃超高温区间承载的塑性合金，相关成果于6月24日晚在线发表于国际顶级学术期刊《自然》，为新一代超高温合金的研发开辟了新路径。随着航空航天技术的飞速发展，金属结构材料在超高温环境下的承载能力面临极为苛刻的要求，部分关键耐热部件的工作温度甚至超过2000℃，远超大多数金属材料的熔点。目前，钽合金因其高熔点（约3000℃）和综合性能成为少数可选材料之一。然而，现有钽合金的高温强度不足，难以满足极端条件下的承载需求。同时，合金还需在接近室温时具备良好的塑性，以便加工成复杂形状的构件。如何同时实现超高温强度与室温塑性，一直是高温合金领域的重大挑战。针对这一难题，西安交大研究团队利用一种特殊的硼干预原位氧化反应，精准调控了基体内强化相的尺寸与分布，设计并制备出一种新型氧化物弥散强化钽合金，兼具优异的室温拉伸塑性、超高温拉伸强度和热稳定性。该新型钽合金在室温下的抗拉强度超过800兆帕，拉伸延伸率达35%，具有良好的加工成形能力。更为突出的是，其在2000℃和2400℃下的拉伸屈服强度分别达到200兆帕和100兆帕，显著优于传统难熔合金及新兴的难熔多主元合金。论文共同通信作者、中国科学院院士、西安交大孙军教授表示，该新型钽合金在2000℃超高温下的拉伸屈服强度比传统钽合金提高了一倍；在承受相同100兆帕载荷时，新合金的承温上限比现有钽合金提升了约500℃。西安交通大学金属材料强度全国重点实验室是该论文的唯一作者和通信单位，西安交大材料学院博士生薛敏涛为第一作者，李苏植教授、丁向东教授、马恩教授和孙军院士为共同通信作者。