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钛在生活中的应用(2)

钛在生活中的应用(2)

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  汽车产业对于环保、节能、安全的要求不断提高,而轻量化是汽车节省能源及提升性能的重要途径,基本上一辆车每减重10%,可相对减少8%~10%的燃油消耗,燃油效率可提高5.5%。由于钛合金的密度约为钢的60%,直接用钛合金取代钢制零件,可以减轻重量40%,且钛合金是比强度最高的轻金属材料,相对于铝、镁合金而言,具有卓越的耐腐蚀性能及高温强度,甚至高温达500℃左右仍能保持良好的力学性能。 目前钛合金运用于汽车的部位,主要集中于引擎及底盘零组件上。意大利法拉利3.5LV8与Acura的NSX V6引擎首次使用钛合金Ti-3Al-2V-0.1S的锻造钛连杆;而汽车悬吊弹簧的应用上,开始于福斯2001 LUPO FSI的车款,福斯选择德国制造商Muhr und Bender公司改造其钢弹簧的生产线,以便适用于钛制弹簧的生产,钛制弹簧的重量比钢制产品减轻约30%,2004年法拉利Challenge Stradale车款的悬吊弹簧也采用Timetal LCB低成本合金;上,美国GM公司将其应用在2001年Corvette Z06车款,使用2级纯钛制造排气管及消音器,重量为12kg/台,可较不锈钢减轻将近8.4kg,为单辆汽车应用钛制品的最大量。使用纯钛所制成的排气系统,比钢减重约50%,寿命可延长到12~14年,而一般钢制排气系统约7年必须要更换。

 

  具体应用见下表。

汽车零件用途

合金品种

气门

Ti-6Al-4V、 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo

气门座

Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2Cr-1Fe

连杆

Ti-6Al-4V、Ti-4Al-2Sn-4Mn、Ti-7Al-4Mo

曲轴及发动机部件

Ti-6Al-4V 、Ti-5Al-2Cr-1Fe

回气管、消音器

工业纯钛

悬簧

Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al

离合器片等

Ti-6Al-4V

  随着对汽车性能要求的提高以及各国环保意识的加强,钛,这一质轻、性能优异的材料在汽车上的用量会越来越多,但在某些部件上,钛要代替常规的钢铁、铝等汽车材料,还需在保证其性能的同时,降低成本,才能达到或接近汽车用材可以接受的成本水平。可以肯定,经过今后数年的努力,钛将会进入继航天、航空工业之后又一大的应用领域——汽车制造业 。

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