Viime vuosina autoteollisuuden nopean kehityksen myötä autojen aiheuttamat polttoaineenkulutuksen, ympäristönsuojelun ja turvallisuuden ongelmat ovat olleet yhä huolestuttavampia. Autoteollisuuden tulevaisuuden suuntaa ajatellen kehitysteemana on kevyt, alhainen polttoaineenkulutus ja pienemmät päästöt. Kansainvälisten viranomaisten tilastojen mukaan 60 % autojen polttoenergiasta kulutetaan omassa laadussaan, vaikka nykyiset lujat ohut teräs-, alumiini-, magnesium-, metallimatriisikomposiittimateriaalit ja muovihartsimateriaalit auton painon alentamisessa ovat vaikuttaneet. rooli, mutta teollisten titaanimateriaalien ilmaantuminen tekee autojen valmistuksesta paremman valinnan.
Vaikka titaaniseosta on käytetty laajalti ilmailu-, petrokemian- ja meriteollisuudessa, sovellus autoteollisuudessa on kehittynyt hitaasti. Vuodesta 1956, Yhdysvallat General Motors onnistuneesti kehittänyt ensimmäisen täysin titaanista autoa, titaania autonosia 1980-luvulle asti saavuttaakseen massatuotannon tason, 1990-luvulla luksusautojen, urheiluautojen, kilpa-autojen kysyntä kasvaa vuosi vuodelta, titaani osat ovat kehittyneet nopeasti. 1990 maailman autotitaanin määrä vain 50t vuonna 1997 saavutti 500t vuonna 2002 saavuttaa 1100t vuonna 2009 saavuttaa Vuonna 1990 maailman autoissa käytetyn titaanin määrä oli vain 50t, vuonna 1997 se saavutti 51002 t, vuonna 2009 se saavutti 3,000t, ja maailman autoissa käytetyn titaanin määrän odotetaan ylittävän 5000t vuonna 2015.
1. Moottorin kiertokanget
Titaaniseokset ovat ihanteellisia kiertokangiksi. Titaaniseoksesta valmistetut moottorin kiertokanget voivat vähentää tehokkaasti moottorin massaa, parantaa polttoainetehokkuutta ja vähentää pakokaasupäästöjä. Verrattuna teräksisiin kiertokangeihin titaaniset kiertotangot voivat vähentää massaa {{0}} %. Titaanisten kiertokankien käyttö esiteltiin ensin uusissa Ferrari 3.5LV8- ja Acura NSX -moottoreissa Italiassa. Titaaniseoksisissa kiertokangeissa käytetyt materiaalit ovat pääasiassa Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3 Al-2.0V ja Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si jne. Muut titaaniseosmateriaalit, kuten Ti-4Al{{ 18}}Si-4Mn ja Ti-7M-4Mo, kehitetään myös käytettäväksi kiertokangoissa.
2. Moottorin venttiili
Titaaniseoksesta valmistetut autojen moottorin venttiilit eivät voi vain heikentää laatua ja pidentää käyttöikää, vaan myös vähentää polttoaineen kulutusta ja parantaa auton luotettavuutta. Titaaniventtiileillä teräsventtiileihin verrattuna laatua voidaan alentaa 30-40 %, moottorin rajanopeutta voidaan nostaa 20 %. Mitä tulee nykyisiin sovelluksiin, imuventtiilin materiaalia hallitsee Ti-6Al-4V ja pakoventtiilin materiaalia Ti-6242S. Yleensä Sn ja Al lisätään yhteen pienemmän haurauden ja suuremman lujuuden saamiseksi; Mo:n lisääminen voi parantaa titaaniseoksen lämpökäsittelyominaisuuksia, vahvistaa titaaniseoksen sammutuksen ja vanhenemisen lujuutta ja samalla lisätä kovuutta. Muita kehityspotentiaalia olevia titaaniseoksia ovat:
(1) imuventtiiliä voidaan käyttää Ti-62S, sen ominaisuudet vastaavat Ti-6Al-4V:tä ja halvempaa.
(2) Poistoluukkua voidaan käyttää Ti-6Al-2Sn-4.0Zr-0.4-Mo-0 .45Si alhaisemman Mo-pitoisuuden vuoksi, joten sen latenttiresistanssin kestävyys kuin Ti-6242S ylivoimainen, hapettumista kestävä lämpötila jopa 600 astetta .
(3) poistoventtiiliä voidaan käyttää -TiAl, jolla on korkea lämpötilankesto ja kevyt paino, mutta käsittely ei sovellu perinteiseen taontamenetelmään, sopii vain valu- ja jauhemetallurgiseen käsittelyyn.
3. Venttiilin jousen istukka
Suuri lujuus ja väsymiskestävyys on venttiilin jousen istukan suorituskyvyn on oltava titaaniseoksesta lämpökäsittelyn tyyppistä metalliseosta, se voi olla kiinteä liuos vanhentamiskäsittely korkean lujuuden saavuttamiseksi, vastaavat sopivammat materiaalit ovat Ti - 15V {{1 }}Cr - 3Al - 3Sn ja Ti - 15Mo - 3Al - 2.7Nb - 0.2Si. Mitsubishi Motors valmistaa autoja suuressa mittakaavassa käyttääkseen TI-22V - 4Al-titaaniseoksesta valmistettua venttiilin jousipesää, TI-22V - 4Al-titaaniseoksesta valmistettua venttiiliä jousiistuin on sopivin materiaali. 4Al titaaniseoksesta valmistettu venttiilin jousiistuin verrattuna alkuperäiseen terässalpaan vähentää massaa 42%, venttiilisarja vähentää massan inertiaa 6%, moottorin maksiminopeus kasvoi 300r/min.
4. Titaaniseoksesta valmistettu jousi
Titaanilla ja sen seoksilla on alhainen kimmomoduuli verrattuna teräsmateriaaleihin, σs/E-arvo on suuri, sopii elastisten komponenttien valmistukseen. Verrattuna teräsauton jousiin, saman joustotyön edellytyksenä on, että titaanijousien korkeus on vain 40 % teräsjousista ja laatu on vain 30 % - 40 % teräsjousista, mikä tekee auton suunnittelusta helppoa. kehon. Lisäksi titaaniseoksen erinomainen väsymiskyky ja korroosionkestävyys voivat parantaa jousen käyttöikää. Tällä hetkellä autojen jousien valmistukseen saatavilla olevat titaaniseosmateriaalit ovat Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al ja Ti-13V11C-3Al ja niin edelleen.
5.Turboahdin
Turboahdin voi parantaa moottorin palamistehokkuutta ja lisätä moottorin tehoa ja vääntömomenttia. Turboahtimen turbiiniroottorin on toimittava pitkään korkean lämpötilan pakokaasussa, joka on yli 850 astetta, joten se vaatii hyvää lämmönkestävyyttä. Perinteisiä kevyitä metalleja, kuten alumiiniseoksia, ei voida käyttää niiden alhaisen sulamispisteen vuoksi. Vaikka keraamisia materiaaleja on käytetty turbiinien roottoreissa niiden keveyden ja korkean lämpötilan kestävyyden vuoksi, niiden käyttöä ovat rajoittaneet korkeat kustannukset ja kyvyttömyys optimoida niiden muotoa. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi Tetsui et ai. kehitti TiAl-turbiiniroottorin, jonka on testattu ja todistettu olevan paitsi hyvä kestävyys ja tehokkuus, myös parannettu moottorin kiihtyvyys. Tämä malli on menestyksekkäästi kaupallistettu Mitsubishi Lancer Evolution -sarjassa.
