钛合金在汽车工业中的应用

钛合金在汽车行业的应用

钛金属 具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等优点。汽车用钛可以大大降低车身质量，降低油耗，提高发动机工作效率，改善环境，降低噪音。然而，钛合金的昂贵价格 在汽车行业只能在豪华车和跑车上有一些应用，普通车很少用到。

钛合金

因此研发低成本钛合金 满足市场需求是推广其在普通家用车上应用的关键。

钛合金零件目前有以下用途：

1.引擎 连杆

钛金属 是连杆的理想选择。由钛合金制成的发动机 连杆可有效降低发动机质量，提高燃油效率，减少排放。与钢连杆相比，钛连杆可降低15%～20%的质量。

钛合金的应用 链接首先在新款意大利法拉利轿车 3.5LV8 和讴歌 NSX 发动机上进行了演示。 Ti-6Al-4V、Ti-10V-2Fe-3Al、Ti-3Al-2V、Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si是钛合金连杆的主要材料。

钛合金零件

2.发动机气门

汽车发动机阀门 由钛合金制成，不仅降低了质量，延长了使用寿命，而且还降低了油耗，提高了车辆的可靠性。 钛阀 与钢制气门相比，质量可降低30%～40%，发动机限速可提高20%。就目前应用而言，进气门的材料主要是Ti-6Al-4V，排气门的材料主要是Ti-6242S。

通常将Sn和Al一起添加以获得更低的脆性和更高的强度。 Mo的添加可以改善钛合金的热处理，增强钛合金淬火和时效的强度，同时提高硬度。

3.气门弹簧座

气门弹簧座 必须具有高强度和抗疲劳等性能，β-钛合金 热处理合金通过固溶处理时效可以获得较高的强度，相应较合适的材料为Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn和Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si。

三菱汽车使用Ti-22V-4Al钛合金气门弹簧座 在其量产车上比原钢锁质量降低42%，气门机构惯性质量降低6%，发动机最高转速提高300r/min。

钛应用

4.钛弹簧

钛及其合金相对于钢材料具有较低的弹性模量和较大的σs/E值，使其适用于制造柔性元件。与钢制汽车弹簧相比，在弹性功相同的前提下，钛弹簧的高度仅为钢弹簧的40%，质量仅为钢弹簧的30-40%，方便机身设计。

此外，钛合金优异的疲劳性能 耐腐蚀性能提高弹簧的使用寿命。目前，钛合金材料 可用于制造汽车弹簧的有Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al和Ti-13V-11C-3Al。

5.涡轮增压器

涡轮增压器可以提高发动机的燃烧效率，增强发动机的功率和扭矩。涡轮增压器涡轮转子需要在850℃以上的高温废气中长期工作，因此需要良好的耐热性。传统的轻金属，如铝，熔点低，无法使用。

虽然陶瓷材料由于重量轻、耐高温而被用于涡轮转子，但由于成本高且形状不明确，它们的应用受到限制。为了解决这些问题，Tetsui 开发了 TiAl 涡轮转子。经过多次实验，它不仅具有良好的耐用性和性能，而且还提高了发动机的加速性能。该设计已在三菱蓝瑟 Evolution 系列车辆上成功实现商业化。

6.排气系统和消声器

钛棒 大量用于汽车的排气系统。由钛及其合金制成的排气系统不仅可以提高可靠性、延长寿命和改善外观，还可以降低质量和燃油效率。

与钢制排气系统相比，钛制排气系统的质量可以降低40%左右。在Golf系列车中，钛排气系统可以降低7~9kg的质量，排气系统主要使用纯工业钛。

钛合金车

7.车身框架部分

为了提高车辆的安全性和可靠性，需要在设计和制造上考虑，尤其是材料的制造。钛是制作车体框架的极好材料，不仅强度高，而且韧性好。

在日本，汽车制造商选择了纯钛 焊接管制成车身框架，为驾驶者提供足够的驾驶安全性。

8.其他钛金属零件

除上述部件外，钛还用于发动机摇臂、悬架弹簧、发动机活塞销、汽车紧固件、挂耳螺母、车门入横梁、汽车挡块支架、制动钳活塞、销钉、压板、速度按钮、汽车离合器盘等汽车零部件。

结论

感谢您阅读我们的文章，希望能帮助您更好地了解钛合金在汽车行业的应用。如果您想了解更多关于钛合金和其他难熔金属的信息，我们建议您访问 Advanced Refractory Metals (ARM) 了解更多信息。

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