НАНО метали для автомобіля - технологія майбутнього

  С точки зрения прочности и твердости, нано-металлы могут революционизировать от отросли автомобильной промышленности до инфраструктуры.

  За тысячи лет до нынешней эры люди использовались медью. Олово было добавлено через несколько сотен лет, что вызвало бронзовый век. Первые работы в области металлургии определили мировую экономику войнами и завоеванными знаниями управления этими элементами. Сегодня знание по-прежнему остается ключевым.

  В этой статье рассказывается о некоторых успехах и проблемах при выходе на рынок этих революционных материалов. Во-первых, что такое нано-металлы? Они определяются как металлы, контролируемые или измененные в нанометровом масштабе. Иногда это представляет собой модное слово для нового сплава или композита, которые могут или не могут быть изменены на наноуровне.

  Нано-металлы в автомобильной промышленности

  Благодаря стремлению к более экономичным и более безопасным автомобилям сегодня на белых кузовах автомобилей появляются высокопрочные стали. Хотя алюминий может звучать как естественный переключатель, количество материала, необходимого для соответствия прочности стали, потребует новых форм, а также регулировки оборудования для изменения объема.

  НАНО-покрытие для автомобиля – технология будущего, направленная на защиту авто от вредного воздействия окружающей сред.  Защитить автомобиль НАНО-покрытием в Киеве можно в автостудии «Vit-Avto», в который можно сделать качественный детайлинг Вашего автомобиля.

  Многие исследования в легких транспортных средствах сосредоточены на белом теле. Он состоит из неподвижных частей автомобиля и обычно изготовлен из листового металла.

  Ford инвестировал значительные средства в это, но не все производители автомобилей имеют возможность сделать необходимые обновления. Другие производители автомобилей ищут передовые высокопрочные стали, которые будут работать с текущими производственными линиями. Многие сплавы могут увеличить прочность, но это изменит свойства формуемости металлов, что приведет к их трещине при штамповке в желаемые формы.

  Эта задача привела к тому, что NanoSteel, базирующаяся в Провиденсе, экспериментировала с новыми рецептами и термохимией для производства нового типа стали, которая содержит наноразмерные микроструктуры. Такая конструкция может обеспечить уникальные комбинации прочности и пластичности. Компания использует обычные стальные легирующие элементы, но в новых соотношениях. Результирующие свойства определяют параметры процесса и легирования. Конечным результатом является более сильная, формуемая сталь, предназначенная для использования на современных автомобильных заводах.

  Автомобильная промышленность настаивает на продвинутых высокопрочных сталях третьего поколения. Свойства материалов конкретно не определены, но на рисунке показана цель для прочности на растяжение и процентное удлинение текучего и целевого материалов третьего поколения.
 
  Нано-металлы помогают снизить вес транспортных средств при одновременном увеличении прочности. Это всего лишь один пример того, как малейшие корректировки в химии могут повлиять на конечный продукт.

  Микролегирование
  Если отношение является таким важным фактором, сколько из сплава может изменить свойство металла? Многие добавки могут составлять всего 0,5% от конкретного сплава, но всего лишь 0,03% из них использовались для изменения свойств. Это небольшое добавление изменяет микроструктуру продукта. Часто стали повышаться, поскольку сплавы могут замедлять рекристаллизацию аустенита, что приводит к тому, что размер зерна становится более тонким.

 

  Другим примером является то, что небольшие количества ниобия и ванадия могут улучшить поверхностную твердость, что, в свою очередь, увеличивает сопротивление износу, также известное как карбонитрирование. Уточнение размера, формы и дисперсии частиц из легкого сплава может оттачивать металлы для удовлетворения широкого спектра свойств материала, включая холодные процессы.

  Кроме того, в некоторых случаях микролегирование может устранить необходимость отжига. Между увеличением сильных сторон, улучшением обрабатываемости и уменьшением энергии в пост-обработке микролегирование демонстрирует важность понимания малейших корректировок в химии.
 
  Управление процессом и слои
  Как процесс влияет на свойства материала? Пример: контролируя процесс производства стали, можно окружить мартенсит ферритом. Это позволяет металлу быть пластичным из-за феррита, но имеет рассеянный сильный (но хрупкий) мартенсит, чтобы эффективно поглощать энергию, увеличивая пластичность и прочность. Это было успешным в автомобильной промышленности. Металл с этой композицией обеспечивает легкую, но прочную сталь для зон смятия (зоны смятия - это области транспортного средства, предназначенные для поглощения энергии при столкновении).

 

  Баланс между пластичностью и силой - битва, которая на самом деле была разыграна со времен самурая. Складная сталь в слоях позволила самурайскому мечу усердно сохранить свой край, но достаточно пластичную, чтобы он не разрушился при ударе. Взятие этих концепций легирования и объединение их со слоями и новыми процессами в настоящее время революционизируют в несколько отраслей и рынков.

►НАНО-ОПТИМИЗАТОР МЕТАЛЛА - АТОМИУМ -


  Сиднейский Modumetal Inc. применяет концепцию самурайского меча и подталкивает ее к нанометровой шкале, использовал запатентованный промышленный электрохимический процесс для производства класса материалов под названием «нано-слоистые сплавы». При этом металл электрохимически осажденный на подложку в наномасштабных слоях, которые могут варьироваться в зависимости от состава или микроструктуры или того и другого. Конечным результатом является совершенно новый способ улучшения свойств материала, в том числе резко улучшенная прочность, ударная вязкость, коррозия, термические и износостойкие характеристики. Кроме того, Modumetal способен массово производить эти металлы по конкурентоспособной цене.

 

  Металлические матричные композиты (MMК)
  Требование к дизайну, чтобы продукты стали легче, но при этом сохраняли свою производительность, увеличили спрос на композиты из металлических матриц. Эти материалы используются в различных отраслях промышленности, в том числе в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
 
  Металлические матричные композиты могут не обязательно быть нано-металлом - в случае дисперсионного упрочнения он может даже не быть слоистым. Тем не менее, инженерия не о словах - речь идет о решении проблем. Некоторые преимущества, которые инженеры находят в композитах из металлических матриц включают более высокую температурную способность, огнестойкость, более высокую поперечную жесткость и прочность, отсутствие поглощения влаги, более высокую электрическую и теплопроводность и лучшую радиационную стойкость. Спрос на эти свойства и легкие детали привели рынок, особенно из алюминия в настоящее время представляет собой крупнейший сегмент (около 30%) рынка.

►Нано технологии развитых стран!


  Борьба с коррозией
  Микролегирование и MMК могут улучшить механические свойства, но химические свойства могут спасти триллионы долларов во всем мире. «Национальная ассоциация инженеров по коррозии провела исследование и обнаружила, что 4,1% мирового ВВП потеряно из за коррозии», - говорит Кристина Ломасни, генеральный директор и президент Modumetal.
 
  Гальваника существует с 1800-х годов, но стала более изощренной. В 1980-х годах гальванизация стала использоваться для изготовления цинково-никелевого покрытия (Zn-Ni) для защиты от коррозии и износа.

 
  Общая смесь из 85% цинка и 15% никеля, гальванически покрытого слоями, сохраняет свою коррозионную стойкость, даже если она сформирована или изогнута после покрытия. Кроме того, покрытия Zn-Ni способно обрабатывать термические напряжения. Например, был проведен тест на цинк и Zn-Ni. Результаты показали, что:
 
  - Цинк обрабатывался при термическом напряжении и поддерживал коррозионную стойкость до 248 ° F.
  - Zn-Ni сохранил свои коррозионные свойства при температурах до 392 ° F.

 

  Автомобильная промышленность и аэрокосмическая промышленность много говорят о нанометаллах, но большая часть этих потерь на 4,1% приходит на разрушающую инфраструктуру. Гальванические Zn-Ni и нано-металлы могут повысить коррозионную стойкость автомобилей

  Наконец, что это стоит? Нано-металлы являются конкурентоспособными по стоимости. Рассматривая возврат инвестиций, производители должны учитывать, что они устраняют много затрат на техническое обслуживание и строительство, потому что они могут предложить лучшие механические и химические свойства, чем традиционные оцинкованные металлы.

►Самый прочный материал во вселенной


  История от бронзового века до эпохи самурая, до промышленных и кремниевых революций, история показала нам важность материальной науки. Если мы продолжим сдерживать наши технологии с устаревшими или плохо написанными стандартами, наша экономика и инфраструктура также могут стать историей.
--------------------------------