Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo dell'industria automobilistica, i problemi del consumo di carburante, della protezione dell'ambiente e della sicurezza generati dalle automobili sono stati sempre più preoccupati. Guardando avanti alla direzione futura dell'industria automobilistica, il tema dello sviluppo è la leggerezza, il basso consumo di carburante e le minori emissioni. Secondo le statistiche delle autorità internazionali, il 60% dell'energia di combustione del carburante automobilistico viene consumata nella propria qualità, sebbene gli attuali acciaio sottile ad alta resistenza, alluminio, magnesio, materiali compositi a matrice metallica e materiali in resina plastica abbiano contribuito a ridurre il peso dell'auto un ruolo, ma l’emergere di materiali industriali in titanio rende la produzione automobilistica una scelta migliore.
Sebbene la lega di titanio sia stata ampiamente utilizzata nell'industria aerospaziale, petrolchimica e navale, l'applicazione nell'industria automobilistica si è sviluppata lentamente. Dal 1956, la General Motors degli Stati Uniti sviluppò con successo la prima automobile interamente in titanio, i ricambi auto in titanio fino agli anni '80 per raggiungere il livello di produzione di massa, negli anni '90 con le auto di lusso, le auto sportive, la domanda di auto da corsa aumenta di anno in anno, il titanio le parti sono state in rapido sviluppo. 1990 la quantità mondiale di titanio per il settore automobilistico è stata di sole 50 t nel 1997 ha raggiunto le 500 t nel 2002 ha raggiunto le 1.100 t nel 2009 ha raggiunto le 50 t nel 1990, la quantità di titanio utilizzata nelle automobili del mondo è stata di sole 50 t, nel 1997 ha raggiunto le 500 t, nel 2002 ha raggiunto le 1.100 t, nel 2009 ha raggiunto le 3,000t, e si prevede che la quantità di titanio utilizzata nelle automobili di tutto il mondo supererà le 5,000t nel 2015.
1. Bielle del motore
Le leghe di titanio sono ideali per le bielle. Le bielle del motore realizzate in lega di titanio possono ridurre efficacemente la massa del motore, migliorare l'efficienza del carburante e ridurre le emissioni di scarico. Rispetto alle bielle in acciaio, le bielle in titanio possono ridurre la massa del {{0}}%. L'applicazione delle bielle in titanio è stata dimostrata per la prima volta in Italia nei nuovi motori Ferrari 3.5LV8 e Acura NSX. I materiali utilizzati nelle bielle in lega di titanio sono principalmente Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3 Al-2.0V e Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si, ecc. Altri materiali in lega di titanio, come Ti-4Al{{ Anche 18}}Si-4Mn e Ti-7M-4Mo sono in fase di sviluppo per l'uso nelle bielle.
2.Valvola del motore
Le valvole per motori automobilistici realizzate in lega di titanio non solo possono ridurre la qualità e prolungare la durata, ma anche ridurre il consumo di carburante e migliorare l'affidabilità dell'auto. Valvole in titanio rispetto alle valvole in acciaio, la qualità può essere ridotta dal 30% al 40%, la velocità limite del motore può essere aumentata del 20%. Per quanto riguarda le applicazioni attuali, il materiale della valvola di aspirazione è dominato da Ti-6Al-4V, mentre il materiale della valvola di scarico è dominato da Ti-6242S. Solitamente Sn e Al vengono aggiunti insieme per ottenere una minore fragilità e una maggiore resistenza; l'aggiunta di Mo può migliorare le proprietà di trattamento termico della lega di titanio, rafforzare la resistenza alla tempra e all'invecchiamento della lega di titanio e allo stesso tempo aumentare la durezza. Altre leghe di titanio con potenziale di sviluppo sono:
(1) la valvola di aspirazione può essere utilizzata Ti-62S, le sue caratteristiche sono equivalenti a Ti-6Al-4V ed è più economica.
(2) è possibile utilizzare la porta di scarico Ti-6Al-2Sn-4.0Zr-0.4-Mo-0 .45Si, a causa del contenuto di Mo inferiore, quindi la sua resistenza alla resistenza latente rispetto al Ti-6242S è superiore, a temperature resistenti all'ossidazione fino a 600 gradi.
(3) È possibile utilizzare la valvola di scarico -TiAl, che ha resistenza alle alte temperature e peso leggero, ma la lavorazione non è adatta per il metodo di forgiatura tradizionale, adatta solo per la fusione e la lavorazione della metallurgia delle polveri.
3. Sede della molla della valvola
Elevata robustezza e resistenza alla fatica è che la sede della molla della valvola deve avere le prestazioni della lega di titanio per il trattamento termico, può essere un trattamento di invecchiamento in soluzione solida per ottenere un'elevata resistenza, i materiali corrispondenti più adatti sono Ti - 15V {{1 }}Cr - 3Al - 3Sn e Ti - 15Mo - 3Al - 2.7Nb - 0.2Si. Mitsubishi Motors nella produzione di automobili su larga scala per utilizzare la sede della molla della valvola in lega di Al titanio TI-22V - 4La valvola in lega di Al titanio il sedile a molla è il materiale più adatto. Sede della molla della valvola in lega di titanio 4Al, rispetto al fermo in acciaio originale per ridurre la massa del 42%, il treno di valvole riduce l'inerzia della massa del 6%, la velocità massima del motore è aumentata di 300 giri/min.
4. Molla in lega di titanio
Il titanio e le sue leghe hanno un basso modulo di elasticità rispetto ai materiali in acciaio, il valore σs/E è elevato, adatto per la produzione di componenti elastici. Rispetto alle molle per auto in acciaio, con la premessa dello stesso lavoro di elasticità, l'altezza delle molle in titanio è solo il 40% delle molle in acciaio e la qualità è solo dal 30% al 40% delle molle in acciaio, il che semplifica la progettazione dell'auto corpo. Inoltre, le eccellenti prestazioni a fatica e resistenza alla corrosione della lega di titanio possono migliorare la durata della molla. Attualmente, i materiali in lega di titanio disponibili per la produzione di molle automobilistiche sono Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al e Ti-13V11C-3Al e così via.
5.Turbocompressore
Il turbocompressore può migliorare l'efficienza di combustione del motore e aumentare la potenza e la coppia del motore. Il rotore della turbina del turbocompressore deve funzionare a lungo con gas di scarico ad alta temperatura superiore a 850 gradi, quindi richiede una buona resistenza al calore. I metalli leggeri convenzionali come le leghe di alluminio non possono essere utilizzati a causa del loro basso punto di fusione. Sebbene i materiali ceramici siano stati utilizzati nei rotori delle turbine a causa della loro leggerezza e resistenza alle alte temperature, il loro utilizzo è stato limitato dai costi elevati e dall'incapacità di ottimizzarne la forma. Per risolvere questi problemi, Tetsui et al. ha sviluppato un rotore della turbina TiAl, che è stato testato e dimostrato non solo avere una buona durata ed efficienza, ma anche una migliore accelerazione del motore. Questo design è stato commercializzato con successo nella serie Mitsubishi Lancer Evolution.
