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新型高强度钢有助于提高汽车的燃油效率

时间：2021-10-19 08:25:02 来源：

钢水倒入McNutt Hall的密苏里州S＆T铸造厂。

密苏里科技大学正在开发一种新型的第三代高级高强度钢，该钢的设计坚固，轻便且易于制造。这可以帮助汽车制造商提高燃油效率，以满足美国运输部CAFE法规的要求。

密苏里科技大学正在开发的高强度钢可以帮助汽车制造商满足未来的燃油效率要求。

密苏里州科学技术大学肯特·D·皮斯利钢铁制造研究中心正在研发这种被称为“第三代先进高强度钢”的新型钢。

“我们目前正在精炼钢设计，以达到'Gen 3机′械性能目标，同时又保持可制造性，”密苏里州科学技术大学F. Kenneth Iverson钢铁技术分会主席Ronald J. O'Malley博士说。“这是我见过的最有前途的第三代钢之一。”

根据美国运输部的公司平均燃油经济性（CAFE）规定，汽车制造商必须在2020年之前逐年提高其车辆的燃油效率。监管机构已设定了一个暂定目标，即到2025年，将汽车和轻型卡车的燃油效率提高到每加仑54.5英里。

排气处理系统，传输效率和空气动力学方面的改进都有助于提高燃油效率。但O'Malley说，减轻车辆重量对于实现CAFE目标也很重要。

O'Malley说：“汽车制造商必须在不牺牲安全性的情况下制造轻型汽车。”

在当今的汽车和卡车中，最常用的是所谓的第一代钢。已经开发出第二代产品，它比第一代材料更坚固，更轻巧，但O'Malley表示，这种产品生产成本太高，而且制造难度更大。他说，由密苏里州科学技术冶金工程师开发的第三代钢应该更轻，更容易制造并且强度足以解决汽车制造商的安全问题。

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科学与技术研究人员正在采用一种称为TRIP的方法（即转化诱导的可塑性）来获得满足安全性和CAFE目标所需的性能。它涉及将通常在高温下存在的称为奥氏体的不稳定晶体结构转变为马氏体，马氏体是一种随着钢变形而发展的硬质物质。

O'Malley说：“ S＆T合金设计采用了两阶段或'双重TRIP'机制，可实现极端的加工硬化和能量吸收，因此对于汽车的耐撞性非常好。”

密苏里州科学与技术小组在冶金学馆长的冶金学教授David C. Van Aken博士的指导下，使用一种称为密度泛函理论的原子建模方法来识别合金元素，从而创造出这些新型钢的双重TRIP特性。

然而，真正的挑战在于这些新型钢的大规模生产。O'Malley说，在工业合作伙伴的帮助下，密苏里州科技大学Peaslee钢铁制造研究中心的研究人员正在研究钢铁制造的各个方面-“从熔化实践到汽车生产商的最终可成形性”。该项目由四个钢铁制造商（纽柯，美国钢铁，AK钢和安赛乐米塔尔）的代表委员会负责。

在密苏里州科学技术研究院进行研究的好处之一是研究人员能够创建和测试小批钢材。O’Malley说，在S＆T的实验室中，研究人员可以一次制造200磅的钢材，而像Nucor这样的大型钢铁制造商，必须加入170吨钢材才能进行测试，Nucor在O＆Malley加入S＆T之前是首席冶金师。

图像：密苏里科技大学

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