近日，冶金与环境学院有色金属冶金研究团队在亚共晶铝硅合金性能调控领域取得重要进展。团队自主研发出新型Al-Ti-La-Sr复合中间合金，通过微量添加即可实现铝合金组织与力学性能的大幅提升，相关研究成果正式发表于国际权威期刊《Journal of Rare Earths》。该期刊是全球稀土材料与有色金属冶金领域的重要学术平台，为中国科学院一区TOP期刊，2024年影响因子为7.2，在国际材料学界具有广泛影响力与行业引领力。该成果第一作者为冶金与环境学院丁万武研究员，丁万武研究员与安家志讲师为共同通讯作者。
亚共晶铝硅合金（如Al-7Si-0.3Mg）是汽车发动机、航空航天等高端装备轻量化结构件的关键基础材料，但其铸态组织普遍存在α-Al晶粒粗大、共晶硅呈针状分布等问题，导致材料抗拉强度、塑性指标偏低，难以满足高端制造对高性能铝合金的严苛要求。传统改性技术多采用晶粒细化与硅相变质复合处理，但Ti、Sr元素间易产生拮抗作用，不仅性能提升有限，还存在添加量偏高、成本增加等不足。
针对这一行业共性难题，研究团队创新性开发出Al-Ti-La-Sr稀土复合中间合金，成功突破传统元素间相互制约的技术瓶颈。研究发现，合金中形成的Ti₂Al₂₀La稀土相可发挥双重作用：一方面作为高效异质形核核心，显著细化α-Al晶粒；另一方面通过分解释放Ti、La，并与Sr协同作用，实现共晶硅由针状向粒状转变，同时促进纳米级第二相均匀析出，形成晶粒细化、硅相球化、纳米相强化的多尺度协同强化机制。实验结果表明，仅微量添加(≤0.2%)新型复合中间合金，即可使Al-7Si-0.3Mg合金抗拉强度提升32%以上，屈服强度提升44%以上，延伸率提升95%以上，显微硬度提升26%以上，综合性能显著优于传统Al-Ti-B+Sr工艺，有效解决了元素拮抗、添加量高、性能提升不足等行业痛点。
未来，研究团队将围绕微纳米稀土相中间合金低成本高效制备、线材化生产与工程化应用开展深化研究，加快成果转化与推广，助力新能源汽车、高端装备制造等领域轻量化材料技术升级，为我国有色金属材料产业高质量发展提供有力支撑。（图/文：安家志；审核：赵霞）
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