浙江大学科研团队近期在材料科学领域取得重大突破，成功研发出一类新型镍基高温合金（命名为“282 Plus”）。该合金在完全去除钴元素的同时，依然保持了优异的高温机械性能和良好的加工成型能力。这一成果为航空航天及能源系统中高温结构合金的降本增效提供了极具前景的战略路径，有效降低了对昂贵且战略敏感的钴资源的依赖。
镍基高温合金是燃气轮机、航空推进系统及发电设备等高温应用场景的核心材料。其卓越的强度和抗蠕变性能源于由γ基体和γ′沉淀相构成的双相微观结构。然而，许多商用合金为稳定微观结构，不得不依赖较高含量的钴。例如，广泛使用的Haynes 282合金含有约10%的钴，这不仅推高了成本，还因钴在核环境中易形成放射性同位素而限制了其在核能领域的应用。
发表在《Materials Futures》期刊上的这项新研究，通过用镍和铁替代钴，成功开发出无钴镍基高温合金，且力学性能未受明显影响。研究团队设计了系列实验合金，模拟了工业生产中常见的电弧熔炼、均匀化、冷热轧制、再结晶及时效处理等全流程工艺。微观表征显示，用镍或铁替代钴并未改变决定强化效果的γ/γ′基础微观结构。时效处理后，所有合金均含有平均尺寸约20纳米、体积分数约19%的共格γ′纳米沉淀相，表明主要的沉淀强化机制得以保留。
令人关注的是，这种无钴合金依然保留了出色的成型性。两种成分在冷热轧制过程中均可实现超过80%的厚度缩减而无可见裂纹，完美继承了Haynes 282合金“易变形”的特性。宽温域（-196°C至950°C）的机械测试表明，镍替代合金的屈服强度和抗拉强度与原合金高度匹配，同时保持了相似的延展性。这证明在不牺牲微观结构、力学性能及加工能力的前提下，用镍替代钴是可行的低成本技术路线。
尽管前景广阔，未来研究仍需解决铁含量增加导致的脆性拓扑密排相形成问题，这可能需要调整铬、钼等元素浓度以优化相稳定性。此外，虽然新合金短期力学性能优异，但其在服役条件下的长期热稳定性及抗蠕变性能仍需进一步验证，以确认其工业化应用的可靠性。该工作提出了一种新的发展理念：从单一性能指标的最大化转向机械性能、成本、成型性等多维度的最优平衡。
对于中国高温合金产业而言，这一突破具有深远的参考意义。随着国内航空航天及能源装备对材料性能要求的不断提升，摆脱对关键战略金属的依赖、构建自主可控的低成本材料体系已成为行业共识。浙大团队的成果表明，通过成分设计的创新，完全有可能在保障性能的前提下实现关键材料的国产化替代，这将为我国高端制造产业链的韧性提升提供强有力的技术支撑。