蓋世汽車訊 高強度鋁合金對于減輕汽車和飛機的重量、提高燃油效率至關重要，但制造商在加工工藝的穩(wěn)定性方面面臨諸多挑戰(zhàn)。

據(jù)外媒報道，由密歇根大學（University of Michigan）牽頭，并與通用汽車研發(fā)部門（General Motors Research & Development）合作，開發(fā)了一種計算效率高的多尺度模型，該模型能夠預測如何調整高強度鋁合金的化學成分和冷卻工藝，從而優(yōu)化其性能。設計出更高效的制造工藝對于將輕質鋁合金更廣泛地應用于汽車領域至關重要。

圖片來源： 期刊《npj Computational Materials》

“這一框架不僅加深了我們對高強度鋁合金的理解，也為模擬許多用于輕量化和可持續(xù)制造的先進合金的復雜行為打開了大門，”密歇根大學材料科學與工程系副教授、的這項研究的通訊作者Liang Qi表示?！白罱K，它為研究人員和工程師提供了一個強大的工具，可以更高效地設計出更好的材料?！毕嚓P研究已發(fā)表于期刊《npj Computational Materials》。

簡化汽車制造工藝

該研究團隊專注于最初為航空航天應用開發(fā)的7000系列鋁鎂鋅（Al-Mg-Zn）合金。微小的鎂和鋅顆粒會取代鋁基體中的鎂和鋅，形成析出物，從而強化鋁，使其在保持輕量化的同時擁有卓越的強度。

然而，這種合金的應用一直局限于航空航天領域，因為其強化過程——尤其是室溫下的自然時效階段——具有高度不可預測性。航空航天制造商為了避免自然時效，會采用成本高昂且專門的加工步驟，例如高溫變形或低溫儲存。雖然這些方法是一種有效的替代方案，但并不適用于大規(guī)模汽車制造。

為了降低成本并擴大該材料在車身結構中的應用，研究團隊致力于了解金屬在室溫下放置一段時間后，在自然時效過程中微觀尺度上的硬化機制。

“我們的研究有助于工程師更好地了解微小缺陷和原子運動如何影響先進鋁合金的強化，尤其是鋁鎂鋅合金的自然時效。研究成果為理解如何提高這些合金在汽車應用中的成形性能提供了途徑，”通用汽車研發(fā)中心高級技術研究員、該研究的合著者Louis G. Hector Jr.表示。

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