V posledných rokoch, s rýchlym rozvojom automobilového priemyslu, sa problémy spotreby paliva, ochrany životného prostredia a bezpečnosti, ktoré vznikajú pri automobiloch, čoraz viac dotýkajú. Pri pohľade na budúce smerovanie automobilového priemyslu je témou vývoja nízka hmotnosť, nízka spotreba paliva a menej emisií. Podľa štatistík medzinárodných autorít sa 60 % energie spaľovania automobilového paliva spotrebúva vo vlastnej kvalite, hoci súčasná vysokopevná tenká oceľ, hliník, horčík, kompozitné materiály s kovovou matricou a plastové živicové materiály prispeli k zníženiu hmotnosti automobilu. úlohu, ale objavenie sa priemyselných titánových materiálov robí výrobu automobilov lepšou voľbou.
Zliatina titánu je síce široko používaná v leteckom, petrochemickom a námornom priemysle, ale jej aplikácia v automobilovom priemysle sa vyvíja pomaly. Od roku 1956 spoločnosť United States General Motors úspešne vyvinula prvé celotitánové auto, titánové autodiely až do 80. rokov 20. storočia, aby dosiahli úroveň sériovej výroby, v 90. rokoch 20. storočia dopyt po luxusných autách, športových autách a pretekárskych autách z roka na rok stúpa, titán časti prešli rýchlym vývojom. 1990 svetové množstvo titánu v automobilovom priemysle len 50 t v roku 1997 dosiahlo 500 t v roku 2002 dosiahlo 1 100 t v roku 2009 dosiahlo V roku 1990 bolo množstvo titánu používaného vo svetových automobiloch iba 50 t, v roku 1997 dosiahlo 500 t, v r. t, v roku 2009 dosiahol 3,000t a očakáva sa, že množstvo titánu používaného vo svetových automobiloch presiahne 5,{23}}t v roku 2015.
1. Ojnice motora
Zliatiny titánu sú ideálne pre ojnice. Ojnice motora vyrobené z titánovej zliatiny môžu účinne znížiť hmotnosť motora, zlepšiť spotrebu paliva a znížiť emisie výfukových plynov. V porovnaní s oceľovými ojnicami môžu titánové ojnice znížiť hmotnosť o {{0}} %. Aplikácia titánových ojníc bola prvýkrát demonštrovaná v nových motoroch Ferrari 3.5LV8 a Acura NSX v Taliansku. Materiály použité na ojnice z titánovej zliatiny sú hlavne Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3 Al-2.0V a Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si atď. Iné materiály zliatiny titánu, ako napríklad Ti-4Al{{ 18}}Si-4Mn a Ti-7M-4Mo sa tiež vyvíjajú na použitie v ojniach.
2.Ventil motora
Ventily automobilových motorov z titánovej zliatiny dokážu nielen znížiť kvalitu a predĺžiť životnosť, ale aj znížiť spotrebu paliva a zlepšiť spoľahlivosť auta. Titánové ventily v porovnaní s oceľovými ventilmi, kvalita môže byť znížená o 30% až 40%, limitné otáčky motora môžu byť zvýšené o 20%. Čo sa týka súčasných aplikácií, materiálom sacieho ventilu dominuje Ti-6Al-4V a materiálom výfukového ventilu Ti-6242S. Zvyčajne sa Sn a Al pridávajú spolu, aby sa dosiahla nižšia krehkosť a vyššia pevnosť; pridanie Mo môže zlepšiť vlastnosti tepelného spracovania titánovej zliatiny, posilniť pevnosť kalenej a starnúcej titánovej zliatiny a súčasne zvýšiť tvrdosť. Ďalšie zliatiny titánu s potenciálom rozvoja sú:
(1) sací ventil možno použiť Ti-62S, jeho charakteristiky sú ekvivalentné Ti-6Al-4V a lacnejšie.
(2) výfukové dvierka možno použiť Ti-6Al-2Sn-4.0Zr-0.4-Po-0 .45Si, kvôli nižšiemu obsahu Mo, takže jeho odolnosť voči latentnej odolnosti ako Ti-6242S lepšia, odolnosť voči oxidácii až do 600 stupňov .
(3) možno použiť výfukový ventil -TiAl, ktorý má vysokú tepelnú odolnosť a nízku hmotnosť, ale spracovanie nie je vhodné pre tradičnú metódu kovania, vhodné iba na odlievanie a spracovanie práškovou metalurgiou.
3. Sedlo pružiny ventilu
Vysoká pevnosť a odolnosť proti únave je, že sedlo ventilovej pružiny musí mať výkon ako zliatina titánu pre zliatinu typu tepelného spracovania, môže byť ošetrené starnutím v tuhom roztoku na získanie vysokej pevnosti, zodpovedajúce vhodnejšie materiály sú Ti - 15V {{1 }}Cr - 3Al - 3Sn a Ti - 15Mo - 3Al - 2.7Nb - 0.2Si. Mitsubishi Motors pri výrobe automobilov vo veľkom meradle používa ventilové sedlo ventilu TI-22V - 4Al z titánovej zliatiny, ventil TI-22V - 4Al z titánovej zliatiny pružinové sedadlo je najvhodnejším materiálom. 4Al sedlo ventilovej pružiny z titánovej zliatiny, v porovnaní s pôvodnou oceľovou západkou pre zníženie hmotnosti o 42%, ventilový rozvod znižuje zotrvačnosť hmoty o 6%, maximálne otáčky motora sa zvýšili o 300 ot / min.
4. Pružina z titánovej zliatiny
Titán a jeho zliatiny majú v porovnaní s oceľovými materiálmi nízky modul pružnosti, hodnota σs/E je veľká, vhodná na výrobu elastických komponentov. V porovnaní s oceľovými automobilovými pružinami, za predpokladu rovnakej elastickej práce, výška titánových pružín je iba 40% oceľových pružín a kvalita je iba 30% až 40% oceľových pružín, čo uľahčuje dizajn auta. telo. Okrem toho, vynikajúci únavový výkon a odolnosť proti korózii z titánovej zliatiny môžu zlepšiť životnosť pružiny. V súčasnosti sú materiály zliatiny titánu dostupné na výrobu automobilových pružín Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al a Ti-13V11C-3Al a tak ďalej.
5. Turbodúchadlo
Turbodúchadlo môže zlepšiť účinnosť spaľovania motora a zvýšiť výkon a krútiaci moment motora. Rotor turbíny turbodúchadla potrebuje pracovať dlhú dobu vo výfukových plynoch s vysokou teplotou nad 850 stupňov, preto vyžaduje dobrú tepelnú odolnosť. Bežné ľahké kovy, ako sú hliníkové zliatiny, nemožno použiť kvôli ich nízkej teplote topenia. Hoci keramické materiály boli použité v turbínových rotoroch kvôli ich nízkej hmotnosti a vysokej teplotnej odolnosti, ich použitie bolo obmedzené vysokou cenou a neschopnosťou optimalizovať ich tvar. Aby sa tieto problémy vyriešili, Tetsui et al. vyvinul TiAl turbínový rotor, ktorý bol testovaný a preukázaný, že má nielen dobrú životnosť a účinnosť, ale aj zlepšenú akceleráciu motora. Tento dizajn bol úspešne komercializovaný v sérii Mitsubishi Lancer Evolution.
