Nanowzmocnione stopy o doskonałym działaniu
Zastosowanie nanowzmocnienia w tworzeniu nowych materiałów i komponentów o charakterystyce dopasowanej do roli, jaką mają odgrywać, jest kluczowe dla zrównoważonego przemysłu odlewniczego. Finansowane przez UE konsorcjum badało sposoby na sprostanie temu wyzwaniu.
Celem finansowanego przez UE projektu EFEVE (Development of a new high performance material associated to a new technological energetic, flexible, economical, versatile and ecological process to make super strong and lightweight components) było opracowanie materiałów i procesów zwiększających funkcjonalność części motoryzacyjnych i systemów wiatrowych.
Przemysł motoryzacyjny dąży do projektowania i budowy mniejszych i mocniejszych silników o mniejszym zużyciu paliwa. Takie ograniczanie rozmiarów silników wymaga elementów topiących się w wyższych temperaturach i ciśnieniach niż obecnie stosowane odlewy ze stopów aluminium, aby poprawić ich właściwości statyczne i dynamiczne.
Można to osiągnąć, stosując magnez, który jest o 35% lżejszy od aluminium. Uzyskanie odlewów z magnezu, które byłyby zgodne ze specyfikacjami i spełniały wyśrubowane wymogi bezpieczeństwa, stanowi jednak wyzwanie. Z kolei w przemyśle energii wiatrowej dąży się do zmniejszenia kosztów wytwarzania elektryczności poprzez zastosowanie lżejszych elementów turbin.
Zespół projektu EFEVE pracował nad takimi elementami silników i turbin na bazie aluminium i magnezu. Stopy magnezu wytwarzano poprzez prasowanie ciśnieniowe a stopy aluminium — hybrydową metodą prasowania niskociśnieniowego. Oba procesy przetestowano w skali laboratoryjnej. Kolejnym etapem było wdrożenie w przemysłowych liniach pilotażowych.
Analizy wskazały na potrzebne zmiany w istniejącej wysokociśnieniowej linii prasowania, aby umożliwić prasowanie ciśnieniowe magnezu. Dodatkowo zaprojektowano i zmontowano egzemplarze demonstracyjne nowego sprzętu do niskociśnieniowego prasowania aluminium. Na koniec badacze zwalidowali metody i narzędzia do ich wykorzystania, oszczędzającego energię i materiały.
Nanowzmocnienie daje możliwość poprawy mikrostruktury i właściwości mechanicznych produktu końcowego. Dzięki projektowi EFEVE możliwe jest nanowzmocnienie elementów na bazie magnezu i aluminium przy minimalnym zużyciu energii i surowców koniecznych do ich produkcji. Te udoskonalenia na pewno przyczynią się też do znaczącego zwiększenia konkurencyjności europejskiego przemysłu odlewniczego.
Źródło: www.cordis.europa.eu
Przemysł motoryzacyjny dąży do projektowania i budowy mniejszych i mocniejszych silników o mniejszym zużyciu paliwa. Takie ograniczanie rozmiarów silników wymaga elementów topiących się w wyższych temperaturach i ciśnieniach niż obecnie stosowane odlewy ze stopów aluminium, aby poprawić ich właściwości statyczne i dynamiczne.
Można to osiągnąć, stosując magnez, który jest o 35% lżejszy od aluminium. Uzyskanie odlewów z magnezu, które byłyby zgodne ze specyfikacjami i spełniały wyśrubowane wymogi bezpieczeństwa, stanowi jednak wyzwanie. Z kolei w przemyśle energii wiatrowej dąży się do zmniejszenia kosztów wytwarzania elektryczności poprzez zastosowanie lżejszych elementów turbin.
Zespół projektu EFEVE pracował nad takimi elementami silników i turbin na bazie aluminium i magnezu. Stopy magnezu wytwarzano poprzez prasowanie ciśnieniowe a stopy aluminium — hybrydową metodą prasowania niskociśnieniowego. Oba procesy przetestowano w skali laboratoryjnej. Kolejnym etapem było wdrożenie w przemysłowych liniach pilotażowych.
Analizy wskazały na potrzebne zmiany w istniejącej wysokociśnieniowej linii prasowania, aby umożliwić prasowanie ciśnieniowe magnezu. Dodatkowo zaprojektowano i zmontowano egzemplarze demonstracyjne nowego sprzętu do niskociśnieniowego prasowania aluminium. Na koniec badacze zwalidowali metody i narzędzia do ich wykorzystania, oszczędzającego energię i materiały.
Nanowzmocnienie daje możliwość poprawy mikrostruktury i właściwości mechanicznych produktu końcowego. Dzięki projektowi EFEVE możliwe jest nanowzmocnienie elementów na bazie magnezu i aluminium przy minimalnym zużyciu energii i surowców koniecznych do ich produkcji. Te udoskonalenia na pewno przyczynią się też do znaczącego zwiększenia konkurencyjności europejskiego przemysłu odlewniczego.
Źródło: www.cordis.europa.eu