用于汽車輕量化應用的薄壁球墨鑄鐵的生命周期評估

該生命周期研究發現，較輕材料的生產所受的影響較多，但由于重量較輕，因此在使用階段所實現的質量減少，通常超過了這些較高的生產影響。這項工作量化了輕量化技術在減少汽車生命周期影響方面的重要性。對于TWDCI（薄壁球墨鑄鐵（50%PI（生鐵）））零件輕量化10%，與傳統的鑄鐵零件相比，總生命周期能量減少8%。對于TWDCI（50%PI）輕量化10%，車輛生命周期能量減少為0.26%。對于40%LW（輕量化）TWDCI（50%PI），靈敏度分析顯示，零部件的生命周期能量和溫室氣體減排量分別為39%和整車減少1.3%。增加%LW的數量，并入動力總成調整，并將這些結果延伸到未來在美國道路上的車輛，將會實現顯著的能源和溫室氣體減排。靈敏度分析表明，TWDCI（50%PI）只需要少量的輕量化（2%）CCI的生命周期能量。在生命周期能源中，大約37%的LW需要等于鑄鋁。

圖1 采用EOLR方法的生命周期能量（MJ）

該研究還確定%LW在生命周期影響方面比%PI更具有影響力。鑄鋁在本研究選定的指標（能源和溫室氣體排放）中始終表現出最佳性能。重要的是，包括機械強度和成本在內的其他因素是材料選擇的主要驅動因素。TWDCI有可能保持CCI的理想機械性能，同時也降低生命周期影響，使其成為一種有前途的替代品。圖1顯示了鑄鋁的生產能量可與鐵合金相媲美（使用RC方法使其高出30%以上）。

結果基于關于工藝效率，運輸距離和材料成分的假設，這些假設可能會有所不同。參數模型提供了適應這些變化的靈活性，并可應用于其他材料。它可以為評估未來材料和輕量化技術提供基礎，并協助納入生命周期觀點的政策設計。在未來的研究中應該探索成本分析和其他環境影響類別。