Применение титановых сплавов в автомобильной промышленности

---

Применение титанового сплава в автомобильной промышленности

Титан имеет преимущества низкой плотности, высокой удельной прочности и хорошей коррозионной стойкости. Титан, используемый в автомобилях, может значительно снизить качество кузова, снизить расход топлива, повысить эффективность работы двигателя, улучшить окружающую среду и снизить уровень шума. Однако высокая цена титанового сплава в автомобильной промышленности может иметь лишь некоторые применения в автомобилях класса люкс и спортивных автомобилях, которые редко используются в обычных автомобилях.

Титановый сплав

Таким образом, исследования и разработки недорогого титанового сплава Удовлетворение потребностей рынка - ключ к продвижению его применения в обычных домашних автомобилях.

Детали из титанового сплава в настоящее время используются следующим образом:

1. Двигатель Шатун

Титан идеально подходит для шатунов. Двигатель изготовлен из титанового сплава . Шатун может эффективно снизить качество двигателя, повысить топливную экономичность и снизить выбросы. По сравнению со стальным шатуном, титановое звено может снизить качество на 15–20%.

Применение титанового сплава link впервые была продемонстрирована на новом итальянском седане Ferrari 3.5LV8 и двигателе Acura NSX. Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3Al-2V и Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si являются основными материалами, используемыми для шатуна из титанового сплава.

Детали из титанового сплава

2. Клапан двигателя

Клапаны автомобильных двигателей Изготовление из титанового сплава не только снижает качество и увеличивает срок службы, но также снижает расход топлива и повышает надежность автомобиля. Титановый клапан по сравнению со стальным клапаном качество может быть снижено на 30-40%, предел оборотов двигателя может быть увеличен на 20%. Для текущего применения материал впускного клапана - в основном Ti-6Al-4V, а материал выпускного клапана - в основном Ti-6242S.

Обычно Sn и Al добавляют вместе, чтобы получить более низкую хрупкость и более высокую прочность. Добавление молибдена может улучшить термическую обработку титановых сплавов, повысить прочность закалки и старения титанового сплава, одновременно увеличивая твердость.

3. Седло пружины клапана

Седло пружины клапана должен обладать такими характеристиками, как высокая прочность и сопротивление усталости, бета-титановый сплав Термообработанный сплав может получить высокую прочность за счет старения при обработке на твердый раствор, соответствующие более подходящие материалы - это Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn и Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si.

Mitsubishi Motors использует седло пружины клапана из титанового сплава Ti-22V-4Al . в своих крупносерийных автомобилях для уменьшения массы на 42% по сравнению с оригинальным стальным замком, клапанный механизм снижает инерционную массу на 6%, а максимальная частота вращения двигателя увеличивается на 300 об / мин.

Титановое приложение

4. Титановая пружина

Титан и его сплавы имеют более низкий модуль упругости по сравнению со стальным материалом и большее значение σs / E, что делает его пригодным для изготовления гибких элементов. По сравнению со стальной автомобильной пружиной, при условии такой же упругой работы, высота титановой пружины составляет всего 40% от стальной пружины, а масса составляет всего 30-40% от массы стальной пружины, что удобно. за дизайн кузова.

Кроме того, титановый сплав отличные усталостные свойства и коррозионная стойкость могут увеличить срок службы пружины. В настоящее время материалы из титанового сплава для производства автомобильных рессор можно использовать Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al и Ti-13V-11C-3Al.

5. Турбокомпрессор

Турбокомпрессоры могут улучшить эффективность сгорания двигателя и увеличить мощность и крутящий момент двигателя. Роторы турбин турбокомпрессоров нуждаются в длительной работе с высокотемпературными выхлопными газами выше 850 ℃, поэтому требуют хорошей термостойкости. Традиционные легкие металлы, такие как алюминий, нельзя использовать из-за их низкой температуры плавления.

Хотя керамические материалы используются в роторах турбин из-за их легкого веса и устойчивости к высоким температурам, их применение ограничено из-за их высокой стоимости и неопределенной формы. Чтобы решить эти проблемы, Tetsui разработала ротор турбины из TiAl. После нескольких экспериментов у него не только хорошая долговечность и производительность, но и улучшенный разгон двигателя. Этот дизайн был успешно коммерциализирован в линейке автомобилей Mitsubishi Lancer Evolution.

6. Выхлопная система и глушитель

титановый стержень широко используется в выхлопной системе автомобиля. Выхлопные системы из титана и его сплавов не только повышают надежность, продлевают срок службы и улучшают внешний вид, но также снижают качество и эффективность сжигания топлива.

По сравнению со стальной выхлопной системой качество титановой выхлопной системы может быть снижено примерно на 40%. В автомобилях серии Golf титановая выхлопная система может снизить качество на 7 ~ 9 кг, в выхлопной системе в основном используется чистый промышленный титан.

Автомобиль из титанового сплава

7. Часть корпуса

Чтобы повысить безопасность и надежность транспортных средств, необходимо уделить внимание проектированию и производству, особенно производству материалов. Титан - очень хороший материал для изготовления рам кузова, которые не только обладают высокой прочностью, но и хорошей ударной вязкостью.

В Японии автопроизводители выбрали чистый титан . сварная труба, из которой изготовлен каркас кузова, обеспечивающий достаточную безопасность автомобилистов при вождении.

8. Другие титановые детали

В дополнение к перечисленным выше компонентам титан также используется в коромыслах двигателя, пружинах подвески, поршневых пальцах двигателя, автомобильных крепежах, гайках для подвешивания, дверце автомобиля в балку, остановке автомобиля. кронштейн, поршень тормозного суппорта, болт, нажимная пластина, кнопки скорости, автомобильный диск сцепления и другие автомобильные детали.

Заключение

Благодарим вас за то, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам лучше понять применение титановых сплавов в автомобильной промышленности. Если вы хотите узнать больше о титановом сплаве и других тугоплавких металлах, мы советуем вам посетить Advanced Refractory Metals (ARM) для получения дополнительной информации.

Штаб-квартира в Лейк-Форест, Калифорния, США, Advanced Refractory Metals (ARM) является ведущим производителем и поставщиком тугоплавких металлов по всему миру. Мы предоставляем клиентам высококачественные тугоплавкие металлические изделия, такие как вольфрам, молибден, тантал, рений, титан, и цирконий по очень конкурентоспособной цене