Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da indústria automobilística, os problemas de consumo de combustível, proteção ambiental e segurança gerados pelos automóveis têm sido cada vez mais preocupados. Olhando para a direção futura da indústria automotiva, leveza, baixo consumo de combustível e menos emissões são o tema do desenvolvimento. De acordo com estatísticas de autoridades internacionais, 60% da energia de combustão de combustível automotivo é consumida em sua própria qualidade, embora o atual aço fino de alta resistência, alumínio, magnésio, materiais compósitos de matriz metálica e materiais de resina plástica na redução do peso do carro tenham desempenhado um papel, mas o surgimento de materiais industriais de titânio torna a fabricação de automóveis uma escolha melhor.
Embora a liga de titânio tenha sido amplamente utilizada na indústria aeroespacial, petroquímica e naval, a aplicação na indústria automotiva tem se desenvolvido lentamente. A partir de 1956, a General Motors dos Estados Unidos desenvolveu com sucesso o primeiro carro totalmente em titânio, autopeças de titânio até a década de 1980 para atingir o nível de produção em massa, na década de 1990 com os carros de luxo, carros esportivos, carros de corrida a demanda aumenta ano a ano, titânio peças têm sido de rápido desenvolvimento. 1990, a quantidade mundial de titânio automotivo de apenas 50 toneladas em 1997 atingiu 500 toneladas em 2002 para atingir 1.100 toneladas em 2009 para atingir Em 1990, a quantidade de titânio usada nos automóveis do mundo foi de apenas 50 toneladas, em 1997 atingiu 500 toneladas, em 2002 atingiu 1.100 t, em 2009 atingiu 3,000t, e espera-se que a quantidade de titânio usado nos automóveis do mundo exceda 5,000t em 2015.
1. Bielas do motor
As ligas de titânio são ideais para bielas. As bielas do motor feitas de liga de titânio podem efetivamente reduzir a massa do motor, melhorar a eficiência do combustível e reduzir as emissões de escape. Em comparação com as bielas de aço, as bielas de titânio podem reduzir a massa em {{0}}%. A aplicação de bielas de titânio foi demonstrada pela primeira vez nos novos motores Ferrari 3.5LV8 e Acura NSX na Itália. Os materiais usados nas bielas de liga de titânio são principalmente Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3 Al-2.0V e Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si, etc. Outros materiais de liga de titânio, como Ti-4Al{{ 18}}Si-4Mn e Ti-7M-4Mo também estão sendo desenvolvidos para uso em bielas.
2. Válvula do motor
Válvulas de motores automotivos feitas de liga de titânio podem não apenas reduzir a qualidade e prolongar a vida útil, mas também reduzir o consumo de combustível e melhorar a confiabilidade do carro. Válvulas de titânio em comparação com válvulas de aço, a qualidade pode ser reduzida em 30% a 40%, a velocidade limite do motor pode ser aumentada em 20%. No que diz respeito às aplicações atuais, o material da válvula de admissão é dominado por Ti-6Al-4V, e o material da válvula de escape é dominado por Ti-6242S. Normalmente Sn e Al são adicionados para obter menor fragilidade e maior resistência; a adição de Mo pode melhorar as propriedades do tratamento térmico da liga de titânio, fortalecer a resistência da têmpera e do envelhecimento da liga de titânio e, ao mesmo tempo, aumentar a dureza. Outras ligas de titânio com potencial de desenvolvimento são:
(1) válvula de admissão pode ser usada Ti-62S, suas características são equivalentes a Ti-6Al-4V, e mais barata.
(2) porta de exaustão pode ser usada Ti-6Al-2Sn-4.0Zr-0.4-Mo-0 0,45Si, devido ao menor teor de Mo, portanto, sua resistência à resistência latente do que Ti-6242S é superior, temperatura resistente à oxidação de até 600 graus.
(3) válvula de escape pode ser usada -TiAl, que tem resistência a altas temperaturas e peso leve, mas o processamento não é adequado para o método de forjamento tradicional, adequado apenas para fundição e processamento de metalurgia do pó.
3. Assento da mola da válvula
Alta resistência e resistência à fadiga é que a sede da mola da válvula deve ter o desempenho de liga de titânio para tratamento térmico tipo liga, pode ser tratamento de envelhecimento em solução sólida para obter alta resistência, os materiais correspondentes mais adequados são Ti - 15V {{1 }}Cr - 3Al - 3Sn e Ti - 15Mo - 3Al - 2.7Nb - 0.2Si. Mitsubishi Motors na produção de automóveis em grande escala para usar a sede da mola da válvula de liga de titânio TI-22V - 4Al, a válvula de liga de titânio TI-22V - 4Al assento de mola é o material mais adequado. Assento da mola da válvula em liga de titânio 4Al, em comparação com a trava de aço original para reduzir a massa de 42%, o trem da válvula reduz a inércia da massa de 6%, a velocidade máxima do motor aumentada em 300 r/min.
4. Mola de liga de titânio
O titânio e suas ligas possuem baixo módulo de elasticidade em relação aos materiais de aço, o valor σs/E é grande, adequado para a fabricação de componentes elásticos. Em comparação com as molas de aço para carros, sob a premissa do mesmo trabalho de elasticidade, a altura das molas de titânio é de apenas 40% das molas de aço, e a qualidade é de apenas 30% a 40% das molas de aço, o que facilita o design do carro corpo. Além disso, o excelente desempenho à fadiga e a resistência à corrosão da liga de titânio podem melhorar a vida útil da mola. Atualmente, os materiais de liga de titânio disponíveis para a fabricação de molas automotivas são Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al e Ti-13V11C-3Al e assim por diante.
5.Turbocompressor
O turbocompressor pode melhorar a eficiência de combustão do motor e aumentar a potência e o torque do motor. O rotor da turbina do turbocompressor precisa trabalhar por um longo tempo nos gases de escape de alta temperatura acima de 850 graus, por isso requer boa resistência ao calor. Metais leves convencionais, como ligas de alumínio, não podem ser usados devido ao seu baixo ponto de fusão. Embora materiais cerâmicos tenham sido utilizados em rotores de turbinas devido ao seu peso leve e resistência a altas temperaturas, seu uso tem sido limitado pelo alto custo e pela incapacidade de otimizar seu formato. Para resolver esses problemas, Tetsui et al. desenvolveu um rotor de turbina TiAl, que foi testado e comprovado não apenas por ter boa durabilidade e eficiência, mas também por melhorar a aceleração do motor. Este design foi comercializado com sucesso na série Mitsubishi Lancer Evolution.
