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美国Eck公司试验轻量化发动机用Ce-Al合金

本站原创 2017-8-16 11:39:02 点击 0
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[导读]艾克工业公司(Eck Industries)是一家位于威斯康星州马尼托沃克(Manitowoc, WI)的铝合金砂型铸造和金属型铸造厂,获得专有授权以商业化生产由美国能源部橡树岭国家实验室(U.S. Dept. of Energy's Oak Ridge National Laboratory)开发的Ce-Al合金。这个专利合金是由

艾克工业公司(Eck Industries)是一家位于威斯康星州马尼托沃克(Manitowoc, WI)的铝合金砂型铸造和金属型铸造厂,获得专有授权以商业化生产由美国能源部橡树岭国家实验室(U.S. Dept. of Energy's Oak Ridge National Laboratory)开发的Ce-Al合金。这个专利合金是由能源部关键材料研究院(Critical Materials Institute (CMI))的科学家与Eck公司及美国能源部阿莫斯及洛伦斯-利弗莫尔国家实验室(Ames and Lawrence Livermore national labs)的研究人员共同开发的。这种合金容易加工,重量轻,耐腐蚀,而且“在高温下极其稳定。”

橡树岭国家实验室的科学家领导了这项开发工作,同时十分关注其铸造性能和微观组织的稳定性。阿莫斯国家实验室(Ames)进行热机械加工和考察Ce-Al合金的热物理性能。劳伦斯-利威尔茂(Lawrence Livermore)采用先进的显微镜和其他方法进行检测合金特性的工作。Eck公司进行小规模工业化实验,提供制造建议和经验。

最终的Ce-Al合金材料被描述为“是先进汽车、航空航天、发动机系统以及其他应用的创新轻量化、坚固零件的理想材料。”

铈是一种硬度软、有延展性的材料,而且是最丰富的稀土元素。根据橡树岭国家实验室,铈分布广泛,价格不贵;铈的创新应用支持了稀土矿业,并为美国制造提供了一种创新资源材料。

橡树岭国家实验室测试显示,这种新的Ce-Al合金在500 高温是稳定的。耐高温就意味着采用这种新合金制造的汽车发动机可以经受更高的温度,重量更轻,可以使燃料更完全的燃烧,从而实现更好的燃油经济性。

橡树岭国家实验室的研究员Orlando Rios报告说, Ce-Al合金在铸造中或者铸造后,不需要另外的热加工。这种合金是热力学稳定的,可以按照通常的铝合金铸造方法来铸造这种Ce-Al合金,而且不需要保护性气氛。

除此以外,Rios报告说:“由于热变形所需要的热处理和额外的机加工可以比类似应用的合金降低50%-60%,所以能耗可能有潜力降低30%-60%。对于Ce-Al合金,热处理和时效硬化工艺不必要了,这可以显著提高制造竞争力。”

“在这种创新合金所观察到的突破性性能将有更大的制造能效,可以制造新的能效产品。”橡树岭国家实验室先进制造项目主任Alan Liby说。

“由于这种合金独特的材料性能和低的成本,工业界对此有极大的兴趣,”艾克公司工程和研发部副总裁David Weiss说。“这是一个快速开发和商业化的样板项目。我们不仅仅是为科学研究和商业应用之间搭建了一座桥梁,我们还开发了从客户到研发的高效交流通道,以帮助指导这个项目。”

(如需转载,请注明来自《铸造》201708期)



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