為了推動汽車去碳化，大阪都立大學的研究小組計算探索包括鈦在內的12 種金屬如何與氮或碳形成鍵合，分析了鈦等合金元素如何透過優化黏合過程來提高鋼的性能，從而有助於生產更輕、更耐用的電動馬達。

汽車去碳化包括從汽油引擎過渡到電動機，並採用高品質的鋼製部件，以減輕汽車重量，同時確保電動馬達的高效運行。高性能鋼材質可以提高乘坐的安靜性，並能承受馬達高速旋轉帶來的磨損。優化鋼材改質製程（包括在表面富集碳、氮和合金元素）是生產這些先進材料的關鍵。

為了了解鋼中元素之間的相互作用，資訊學研究生院副教授上杉德輝領導的大阪都立大學研究小組進行了一項系統性調查。研究小組對包括鋁和鈦在內的12 種合金元素在滲碳過程中與碳以及在氮化過程中與氮的相互作用進行了120 種組合的理論計算。

鐵鈦合金鋼中氮和鈦的穩定構型模型。資料來源：大阪都立大學

結果表明，當鈦以特定的排列方式放置時，它會與氮或碳結合，使鐵變硬。研究小組的分析數據還表明，合金元素的金屬半徑必須大於鐵原子，才能很好地結合在一起。

上杉教授說：「雖然從大量計算結果中闡明機理並非易事，但我們透過反覆試驗，採用了多元線性迴歸和分層分析法。這些結果有望有助於更好地理解鋼材強化和提高耐久性的機理，並有助於開發出更優質的材料。

編譯來源：ScitechDaily

DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2024-062

資助：文部科學省計畫：資料創建與利用型材料研究與開發計畫、ISIJ 研究促進補助金、日本學術振興會、輕金屬教育基金會、日本科學技術振興機構