SBIR Phase II: USV-Grain Refining

该小型企业创新研究（SBIR）第二阶段项目提出将超声波振动（USV）轻质材料加工、模具冷却和连续铸造的最新技术相结合，开发一种能够在不使用外来颗粒进行晶粒细化的情况下生产超细晶粒金属锭的USV#8208;GRTM技术。 我们的第一阶段结果表明，新的USV& #8208; GRTM技术在生产金属和合金产品中是可行的，其晶粒尺寸比使用bst商业晶粒细化剂可获得的晶粒尺寸小得多。预计新技术将提高生产率;减少与使用含有杂质颗粒的晶粒细化剂相关的缺陷形成，并提高金属和合金产品的内部质量。 这项研究的更广泛的影响是在航空航天，国防，汽车和金属铸造行业中增加使用轻质金属和合金，以显著节省成本，节约能源。研究成果的实施将导致一种突破性的技术，用于大量金属和合金的晶粒细化，以改善机械和物理性能，特别是延展性和导电性。这项新技术还可以影响电力传输的效率，因为大多数电力电缆都是由纯铝金属制成的，这些金属是使用化学晶粒细化剂进行晶粒细化的。 此外，参与研究的学生将有机会与工业合作伙伴互动。

This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase II project proposes to combine the latest technologies in processing of lightweight materials using ultrasonic vibration(USV), in mold cooling, and in continuous casting, and to develop an enabling USV‐GRTM technology for producing metal ingots of ultrafine grains without the use of foreign particles for grain refining.  Our Phase I results indicate that the new USV‐GRTM technology is feasible in producing metal and alloy products with grain size much smaller than that obtainable using the bst commercial grain refiners. It is expected that the new technology will lead to an increased productivity; reduced defect formation associated with the use of grain refiners containing foreign particles, and improved internal quality of the metal and alloy products.  The broader impacts of this research are in the areas of increasing the use of lightweight metals and alloys for applications i the aerospace, defense, automotive, and metalcasting industries for significant cost savings, energy savings. The implementation of the research results will lead to a breakthrough technology for grain refining of a vast array of metalsand alloys to improve the mechanical and physical properties, particularly ductility and electrical conductivity. The new technology can also impact the efficiency in power transmission since most of the power cables are made of pure aluminm metal that are grain refined using chemical grain refiners.  In addition, students involved in the research will have opportunities to interact with industrial partners.