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普渡大学研究人员的一项发现有助于确保水安全,其应用范围可能远远超出管道。研究人员希望找到一种替代的无铅青铜合金,用于美国1000多万户家庭的水阀和管道系统。
在美国,出于对健康的考虑,铅在这类系统中的使用受到严格限制。普渡大学研究小组发现,与目前的无铅替代品相比,新型铜锰合金具有更高的强度和更好的浇注性。
“与其他铸造的无铅替代品相比,我们的合金已被证明具有优越的整体机械性能,”凯文·特朗布尔(Kevin Trumble)说材料工程普渡大学金属铸造研究中心主任,他领导了这个研究小组。“我们正在帮助满足对具有卓越机械性能的新合金日益增长的需求,特别是在越来越多的政府法规要求工业减少其使用的铅含量的情况下。
管道配件和阀门制造商传统上使用少量添加铅来改善青铜合金的可加工性,并堵塞由于铸造时冻结范围大而产生的持续收缩孔隙。在过去的十年里,这些制造商一直在努力寻找铅的替代品,比如铋,既容易使用又负担得起。
Trumble说:“这些合金在非常窄的温度范围内凝固,完全没有微观收缩孔隙,具有更高的强度,因此与同类产品相比,可以使用薄壁铸件。”“我们已经证明了它们作为水泵和船舶部件的可行、经济的替代品的有效性,现在我们正将注意力转向其他许多潜在的应用。”
普渡大学的研究人员正在管道和海洋工业以外的各种阀门、配件和固定装置上测试他们的合金。特朗布尔说,使用锰的经济优势,是一种更实惠的替代品,已经引起了几个行业制造商的兴趣。