中国团队颠覆3D打印极限！室温 865MPa、耐 400℃ 铝合金诞生

中国科学家突破3D打印铝合金极限，打造超高强度耐热新材料！近日，中国科学院金属研究所团队在《材料科学与技术》期刊发表重磅研究成果，宣布通过激光粉末床融合（LPBF，即金属3D打印）技术成功制备出一种名为Al-Fe-V-Si-Sc的新型铝合金。该材料不仅室温下抗拉强度高达865兆帕，更在400℃高温下仍保持优异性能，填补了传统铝合金在200-450℃温区的技术*，为航空航天及汽车工业轻量化发展提供了全新解决方案。

01、技术突破：微合金设计与激光打印协同发力

研究团队创新性地在Al-Fe-V-Si合金中添加微量钪（Sc）元素，并利用LPBF技术超高速冷却（达10?K/s）的特性，成功抑制了材料在打印过程中常见的热裂纹缺陷。通过优化激光功率、扫描速度等参数，团队实现了99.9%的致密度，攻克了高强铝合金3D打印易开裂的行业难题。

微观结构分析显示，材料内部形成了独特的?“非晶/晶体复合结构”：熔池中心因极速冷却形成非晶态带状网络，边界则分布着Al8Fe2Si、Al10V等多种纳米级析出相。

钪元素的加入进一步促使?Al3Sc界面相生成，有效阻止高温下纳米颗粒的粗化，使材料兼具超高强度和热稳定性。

02、性能*：室温至高温全面*

实验数据显示，该合金室温下抗拉强度高达865兆帕、硬度达360HV，抗拉强度较现有3D打印铝合金提升约30%，且高温性能表现尤为突出——?400℃时仍保有450兆帕的抗拉强度，远超传统铝合金及部分钛合金。这种多尺度相协同强化的设计思路，为未来高性能增材制造材料开发提供了新范式。

03、应用前景：复杂构件一体化成型

研究还展示了该合金在复杂格栅结构零件制造中的潜力。由于LPBF技术可实现材料-结构-性能一体化成型，该合金有望直接用于发动机耐热部件、航天器轻量化支架等关键领域，大幅降低加工成本并提升设计自由度。

目前，正进一步探索该合金的规模化制备工艺及长期热稳定性验证。此项突破不仅推动了铝合金在极端环境下的应用边界，更为我国高端装备制造提供了自主可控的材料技术储备。