Pour faire progresser la décarbonation automobile, une équipe de recherche de l'Université métropolitaine d'Osaka a analysé comment les éléments d'alliage comme le titane améliorent les performances de l'acier en optimisant les processus de liaison, contribuant ainsi à des moteurs électriques plus légers et plus durables.
Les calculs explorent comment douze métaux, dont le titane, forment des liaisons avec l'azote ou le carbone.
La décarbonation des automobiles implique la transition des moteurs à essence aux moteurs électriques et l'incorporation de composants en acier de haute qualité qui réduisent le poids du véhicule tout en garantissant un fonctionnement efficace du moteur. Les matériaux en acier haute performance peuvent améliorer le silence des balades et résister à l'usure due aux rotations à grande vitesse du moteur. Optimiser le processus de modification de l'acier, qui consiste à enrichir la surface en carbone, azote et alliage éléments, est crucial pour produire ces matériaux avancés.
Pour comprendre les interactions entre les éléments de l'acier, une enquête systématique a été menée par un groupe de recherche de l'Université métropolitaine d'Osaka dirigé par le professeur agrégé Tokuteru Uesugi de la Graduate School of Informatics. Le groupe a théoriquement calculé 120 combinaisons de la façon dont 12 éléments d'alliage, dont l'aluminium et le titane, interagissent avec le carbone pendant la carburation et l'azote pendant le processus de nitruration.

Modèle de la configuration stable de l'azote et du titane dans un acier en alliage fer-titane. Crédit : Université métropolitaine d'Osaka
Les résultats ont montré que lorsque le titane est placé dans une disposition spécifique, il se lie à l’azote ou au carbone, durcissant ainsi le fer. Les données analytiques du groupe ont également montré que l'élément en alliage doit avoir un rayon métallique plus grand que celui du fer. atome pour bien créer des liens.
« Bien qu'il n'ait pas été facile d'élucider le mécanisme à partir des résultats de nombreux calculs, nous avons utilisé la régression linéaire multiple et l'analyse stratifiée par essais et erreurs », a déclaré le professeur Uesugi. « Ces résultats devraient contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de renforcement de l'acier et à une durabilité améliorée, ainsi qu'au développement de matériaux de qualité supérieure. »
Financement : Programme MEXT : Projet de recherche et de développement de matériaux de type création et utilisation de données, subvention de promotion de la recherche ISIJ, Société japonaise pour la promotion de la science, Fondation éducative sur les métaux légers, Agence japonaise pour la science et la technologie