En los últimos años, con el rápido desarrollo de la industria del automóvil, los problemas de consumo de combustible, protección del medio ambiente y seguridad generados por los automóviles han sido cada vez más preocupantes. De cara a la dirección futura de la industria automotriz, el tema de desarrollo es el peso ligero, el bajo consumo de combustible y las menores emisiones. Según estadísticas de autoridades internacionales, el 60% de la energía de combustión de combustible de los automóviles se consume en su propia calidad, aunque los actuales materiales finos de acero de alta resistencia, aluminio, magnesio, materiales compuestos de matriz metálica y materiales de resina plástica han contribuido a reducir el peso del automóvil. desempeña un papel importante, pero la aparición de materiales industriales de titanio hace que la fabricación de automóviles sea una mejor opción.
Aunque la aleación de titanio se ha utilizado ampliamente en la industria aeroespacial, petroquímica y naval, su aplicación en la industria automotriz se ha desarrollado lentamente. Desde 1956, General Motors de los Estados Unidos desarrolló con éxito el primer automóvil totalmente de titanio, piezas de automóvil de titanio hasta que la década de 1980 alcanzó el nivel de producción en masa, la década de 1990 con los automóviles de lujo, los autos deportivos y los autos de carreras aumentan la demanda año tras año, el titanio. Las piezas han sido un rápido desarrollo. 1990 la cantidad de titanio para automóviles en el mundo de sólo 50 toneladas en 1997 alcanzó las 500 toneladas en 2002 para alcanzar las 1.100 toneladas en 2009 para alcanzar En 1990, la cantidad de titanio utilizada en los automóviles del mundo fue de sólo 50 toneladas, en 1997 alcanzó las 500 toneladas, en 2002 alcanzó las 1.100 t, en 2009 alcanzó las 3,000t, y se espera que la cantidad de titanio utilizada en los automóviles del mundo supere las 5,000t en 2015.
1. Bielas del motor
Las aleaciones de titanio son ideales para bielas. Las bielas del motor hechas de aleación de titanio pueden reducir eficazmente la masa del motor, mejorar la eficiencia del combustible y reducir las emisiones de escape. En comparación con las bielas de acero, las bielas de titanio pueden reducir la masa en un {{0}}%. La aplicación de bielas de titanio se demostró por primera vez en los nuevos motores Ferrari 3.5LV8 y Acura NSX en Italia. Los materiales utilizados en las bielas de aleación de titanio son principalmente Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3 Al-2.0V y Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si, etc. Otros materiales de aleación de titanio, como Ti-4Al{{ 18}}Si-4Mn y Ti-7M-4Mo también se están desarrollando para su uso en bielas.
2.Válvula del motor
Las válvulas de motor de automóvil fabricadas con aleación de titanio no solo pueden reducir la calidad y prolongar la vida útil, sino también reducir el consumo de combustible y mejorar la confiabilidad del automóvil. Las válvulas de titanio en comparación con las válvulas de acero, la calidad se puede reducir entre un 30% y un 40%, la velocidad límite del motor se puede aumentar en un 20%. En lo que respecta a las aplicaciones actuales, el material de la válvula de admisión está dominado por Ti-6Al-4V, y el material de la válvula de escape está dominado por Ti-6242S. Por lo general, se añaden Sn y Al para conseguir una menor fragilidad y una mayor resistencia; la adición de Mo puede mejorar las propiedades del tratamiento térmico de la aleación de titanio, fortalecer la resistencia del enfriamiento y envejecimiento de la aleación de titanio y, al mismo tiempo, aumentar la dureza. Otras aleaciones de titanio con potencial de desarrollo son:
(1) La válvula de admisión se puede utilizar Ti-62S, sus características son equivalentes a Ti-6Al-4V y más baratas.
(2) La puerta de escape se puede utilizar Ti-6Al-2Sn-4.0Zr-0.4-Mo-0 .45Si, debido al menor contenido de Mo, por lo que su resistencia a la resistencia latente que Ti-6242S es superior a temperaturas resistentes a la oxidación de hasta 600 grados.
(3) Se puede usar la válvula de escape -TiAl, que tiene resistencia a altas temperaturas y peso liviano, pero el procesamiento no es adecuado para el método de forja tradicional, solo es adecuado para fundición y procesamiento de pulvimetalurgia.
3. Asiento del resorte de válvula
Alta resistencia y resistencia a la fatiga: el asiento del resorte de la válvula debe tener el rendimiento de una aleación de titanio para el tipo de aleación de tratamiento térmico, puede ser un tratamiento de envejecimiento con solución sólida para obtener una alta resistencia, los materiales correspondientes más adecuados son Ti - 15V {{1 }}Cr - 3Al - 3Sn y Ti - 15Mo - 3Al - 2.7Nb - 0.2Si. Mitsubishi Motors en la producción de automóviles a gran escala para utilizar el asiento de resorte de válvula de aleación de titanio TI-22V - 4Al, la válvula de aleación de titanio TI-22V - 4Al El asiento de resorte es el material más adecuado. Asiento de resorte de válvula de aleación de titanio 4Al, en comparación con el pestillo de acero original para reducir la masa del 42%, el tren de válvulas reduce la inercia de la masa del 6%, la velocidad máxima del motor aumentó en 300r/min.
4.Resorte de aleación de titanio
El titanio y sus aleaciones tienen un módulo de elasticidad bajo en relación con los materiales de acero, el valor σs/E es grande, adecuado para la fabricación de componentes elásticos. En comparación con los resortes de acero para automóviles, bajo la premisa del mismo trabajo de elasticidad, la altura de los resortes de titanio es solo el 40% de los resortes de acero, y la calidad es solo del 30% al 40% de los resortes de acero, lo que facilita el diseño del automóvil. cuerpo. Además, la excelente resistencia a la fatiga y a la corrosión de la aleación de titanio puede mejorar la vida útil del resorte. En la actualidad, los materiales de aleación de titanio disponibles para la fabricación de resortes para automóviles son Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al y Ti-13V11C-3Al, etc.
5.turbocompresor
El turbocompresor puede mejorar la eficiencia de combustión del motor y mejorar la potencia y el par del motor. El rotor de la turbina del turbocompresor necesita funcionar durante mucho tiempo en gases de escape a alta temperatura, por encima de 850 grados, por lo que requiere una buena resistencia al calor. Los metales ligeros convencionales, como las aleaciones de aluminio, no se pueden utilizar debido a su bajo punto de fusión. Aunque se han utilizado materiales cerámicos en los rotores de turbinas debido a su peso ligero y resistencia a altas temperaturas, su uso se ha visto limitado por el alto costo y la incapacidad de optimizar su forma. Para solucionar estos problemas, Tetsui et al. desarrolló un rotor de turbina TiAl, que ha sido probado y demostrado que no solo tiene buena durabilidad y eficiencia, sino que también mejora la aceleración del motor. Este diseño se ha comercializado con éxito en la serie Mitsubishi Lancer Evolution.
