西安交通大学研发新型钽合金：2000℃ 下拉伸屈服强度提高一倍，成果登《自然》

西安交通大学的金属材料强度全国重点实验室已成功研发出一种能够在 2000℃ 至 2400℃ 超高温区域承载的塑性合金，为开发新一代超高温合金提供了新的途径。此项研究成果已在《自然》期刊上发表。

在航空航天领域，对金属结构材料在极高温度下的承载能力提出了极高的要求。部分关键耐热部件的工作温度甚至超过 2000℃，远远超出了包括镍基高温合金在内的大多数金属材料的熔点。

目前，只有难熔金属才有可能满足超高温服役的要求。其中，钽合金因其约 3000℃ 的高熔点和良好的综合性能，成为少数几种备选材料之一。然而，现有钽合金的高温强度不足，难以满足极端环境的承载需求。例如，美国国家航空航天局（NASA）早期开发的商用 T-222 合金，在 1926℃ 下的拉伸强度就低于 100 MPa。

为了解决这一挑战，研究团队采用了一种特殊的硼干预原位氧化反应，有效地控制了第二相的尺寸和分布。他们据此设计并制备出一种新型的氧化物弥散强化钽合金（B-ODS 钽合金），该合金同时具备优异的室温拉伸塑性、超高温拉伸强度以及热稳定性。

在室温下，这种 B-ODS 钽合金表现出出色的强塑性，其抗拉强度超过 800 MPa，拉伸延伸率可达 35%，具备良好的加工成形能力。更值得关注的是，该合金在 2000℃ 和 2400℃ 下的拉伸屈服强度分别达到了 200 MPa 和 100 MPa，显著优于目前已报道的各类传统难熔合金以及新兴的难熔多主元合金。

与传统钽合金相比，这种新型钽合金在 2000℃ 的超高温下的拉伸屈服强度提升了一倍。并且，在承受相同的 100 MPa 载荷时，新合金能够承受的温度上限比现有钽合金提高了约 500℃。此外，蠕变测试结果也表明，该合金比传统难熔合金拥有更强的长期服役潜力。