الابتكارات في تصنيع الفولاذ والألومنيوم المعبقة

1  نقل المعادن البارد (CMT) لترسب الطاقة الموجه

يتيح ترسب الطاقة الموجهة للأسلاك (DED) باستخدام عملية CMT التصنيع الدقيق للواجهات الفولاذية الألومنيوم مع الحد الأدنى من طبقات IMC. أظهرت دراسة أن انتقال سبيكة الألومنيوم 316L إلى 4043 حقق انتقالًا من سمك الألومنيوم بنسبة 60 ٪ مقارنة بالطرق التقليدية ، مما أدى إلى تحسين الخصائص الميكانيكية 2 بشكل كبير. تكشف النمذجة الحرارية الحركية أن ضبط معلمات CMT (على سبيل المثال ، إدخال الحرارة ومعدل التبريد) يمكن أن يقمع مراحل FE-AL الهشة ، مما يعزز متانة المفصل 2.

2  تحريك الاحتكاك بمساعدة الموجات فوق الصوتية

الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية أثناء اللحام بالاحتكاك لحام Alclad 2A12-T42 من سبائك الألومنيوم إلى الصلب يقلل من العيوب البينية. في 3° حققت زاوية إمالة الأداة ، المفاصل أقصى قوة قص في اللفة تبلغ 3،961 ن ، والتي تعزى إلى تدفق المواد المحسّن وتوزيع طبقة Alclad 6. ومع ذلك ، فإن الطاقة بالموجات فوق الصوتية المفرطة قد تحطّم القوة بسبب انخفاض التعقيد البيني ، مما يبرز الحاجة إلى تحسين المعلمة 10.

3  اللحام المتفجر وما بعد المعالجة

اللحام المتفجر من الفولاذ المقاوم للصدأ 321 إلى الألمنيوم 1230 ينتج واجهات متموجة مع microhardness حتى HV 927. معالجة حرارة بعد الينت ويلد في 450°C لمدة 6 ساعات يزيد سمك طبقة IMC إلى 118.5 μM ولكن يقلل من القوة بنسبة 30 ٪ ، مع التأكيد على المفاضلة بين الترابط المعدني والهشاشة 8.

الاتجاهات المستقبلية : التصنيع المضاف الهجين الذي يجمع بين CMT-Ded مع تحسين المعلمة التي تعتمد على التعلم الآلي يمكن أن يعزز أداء ثنائي المعجون في حاويات بطارية السيارة الكهربائية ومكونات الفضاء الجوي.

المادة 2: إنتاج وتطبيقات الألمنيوم المستدام

من إعادة التدوير إلى سبائك عالية الأداء

الألومنيوم’الخصائص الخفيفة والمقاومة للتآكل تجعلها لا غنى عنها للتقنيات الخضراء. ومع ذلك ، فإن بصمة البيئة والتحديات المعالجة تتطلب حلولاً مبتكرة.

1  تخفيض الانبعاثات في الإنتاج الأولي

الولايات المتحدة تعرض صناعات الصلب والألمنيوم تناقضات انبعاثات صارخة:

• فُولاَذ : مسارات فرن الصهر كثيفة الكربون (BF-BOF) تنبعث منها 1.02–4.55 MT CO₂E/MT ، في حين أن أساليب فرن القوس الكهربائي (EAF) تقلل من الانبعاثات بنسبة 40 ٪ 4.

• الألومنيوم : إعادة التدوير العالمي يوفر 95 ٪ من الطاقة مقابل الإنتاج الأولي ، مع 75 ٪ من جميع الألومنيوم التي لا تزال مستغلة في use4. ابتكارات مثل التحلل بمساعدة الميكروويف لكبريتات الألومنيوم الأمونيوم (NH₄AL (SO₄) ₂) العائد العالي النقش α-oo₃ مع مساحة سطح أعلى بنسبة 30 ٪ ، مثالية للتطبيقات الحفزية 7.

2  دقة التزوير للمكونات المعقدة

تزوير متساوي الحرارة لسبائك الألومنيوم 7A09 بمعدلات الإجهاد <0.1 S⁻¹ يضمن تدفق المعادن المستقرة ، وهو أمر بالغ الأهمية لأقراص دوارة الفضاء. محاكاة العناصر المحدودة التي تستخدم تشكيلات الخماسي تحسين ملء الوفاة بنسبة 25 ٪ مقارنة مع التشكيلات الدائرية ، تقليل العيوب مثل الشقوق والملء غير المكتملة.

3  استراتيجيات النفايات إلى الموارد

يعد Fly Ash ، وهو منتج ثانوي من احتراق الفحم ، مصدرًا قابلاً للتطبيق لـ Al₂o₃ عالي النقاء (>99.9%). الرشاش الحمضي متبوعًا بـ NH₄AL (SO₄) ₂ يزيل التكرار الشوائب (Fe₂o₃ ، Sio₂) ، مما يتيح استخراج فعال من حيث التكلفة 7.

الاتجاهات الرئيسية :

• الوزن الخفيف : الفولاذ المتقدم عالي القوة (AHSS) مع إضافات الألومنيوم تحقق نقاط قوة الشد تتجاوز 1500 ميجا باسكال مع تقليل وزن السيارة بنسبة 15 ٪ 9.

• الاقتصاد الدائري : تهدف أنظمة إعادة تدوير الحلقة المغلقة إلى رفع الألومنيوم’S معدل إعادة التدوير العالمي من 75 ٪ إلى 90 ٪ بحلول عام 2030.