用于汽车轻量化应用的薄壁球墨铸铁的生命周期评估

该生命周期研究发现，较轻材料的生产所受的影响较多，但由于重量较轻，因此在使用阶段所实现的质量减少，通常超过了这些较高的生产影响。这项工作量化了轻量化技术在减少汽车生命周期影响方面的重要性。对于TWDCI（薄壁球墨铸铁（50%PI（生铁）））零件轻量化10%，与传统的铸铁零件相比，总生命周期能量减少8%。对于TWDCI（50%PI）轻量化10%，车辆生命周期能量减少为0.26%。对于40%LW（轻量化）TWDCI（50%PI），灵敏度分析显示，零部件的生命周期能量和温室气体减排量分别为39%和整车减少1.3%。增加%LW的数量，并入动力总成调整，并将这些结果延伸到未来在美国道路上的车辆，将会实现显著的能源和温室气体减排。灵敏度分析表明，TWDCI（50%PI）只需要少量的轻量化（2%）CCI的生命周期能量。在生命周期能源中，大约37%的LW需要等于铸铝。

图1 采用EOLR方法的生命周期能量（MJ）

该研究还确定%LW在生命周期影响方面比%PI更具有影响力。铸铝在本研究选定的指标（能源和温室气体排放）中始终表现出最佳性能。重要的是，包括机械强度和成本在内的其他因素是材料选择的主要驱动因素。TWDCI有可能保持CCI的理想机械性能，同时也降低生命周期影响，使其成为一种有前途的替代品。图1显示了铸铝的生产能量可与铁合金相媲美（使用RC方法使其高出30%以上）。

结果基于关于工艺效率，运输距离和材料成分的假设，这些假设可能会有所不同。参数模型提供了适应这些变化的灵活性，并可应用于其他材料。它可以为评估未来材料和轻量化技术提供基础，并协助纳入生命周期观点的政策设计。在未来的研究中应该探索成本分析和其他环境影响类别。