SBIR Phase II: USV-Grain Refining

这个小企业创新研究（SBIR）第二阶段项目建议结合使用超声波振动（USV）加工轻质材料、模具冷却和连铸的最新技术，并开发一种使USV成为可能的技术。不使用外来颗粒进行晶粒细化而生产超细晶粒金属锭的GRTM技术。我们的I期结果表明，新的USV&amp；#8208；GRTM技术在生产晶粒尺寸比使用最好的商业晶粒细化机可获得的小得多的金属和合金产品方面是可行的。预计这项新技术将导致生产率的提高；减少了与使用含有外来颗粒的晶粒细化剂相关的缺陷形成，并提高了金属和合金产品的内部质量。这项研究的广泛影响是在航空航天、国防、汽车和金属铸造行业中增加使用轻质金属和合金，以节省大量成本和能源。研究成果的实施将导致一项突破性的技术，用于大量金属和合金的晶粒细化，以提高机械和物理性能，特别是延展性和导电性。目前，大部分电力电缆都是用纯铝制成的，而且是用化学精炼剂精制而成，因此，新技术也会对电力传输效率产生影响。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.