鈦在汽車上的應用始于20世紀50年代,即鈦工業(yè)剛剛誕生不久。由于技術(shù)和價格方面的原因,鈦在汽車上的應用一直沒有引起產(chǎn)業(yè)界的重視。隨著汽車節(jié)能與環(huán)保標準的提高,近年才逐漸成為國際材料界與汽車界共同關(guān)注的熱門話題
TC4鈦棒具有多種優(yōu)異性能,是多種不同類型的汽車部件的首選用材,其主要優(yōu)勢和應用如下。
1、密度低僅為鋼密度的60%,不僅可以減輕整車質(zhì)量,對高速的運動部件,可減小運動慣量;
2、比強度高在各種金屬材料中,鈦棒的比強度幾乎是最高的,可做承重部件;
3、彈性模量小僅為鋼的50%,且抗疲勞強度大,適合做彈簧;
4、耐熱性好可在200 -650℃下長時間工作,適合做高溫部件;
5、熱脹系數(shù)小是不銹鋼、鋁材的50%,適合做發(fā)動機氣門等部件;
6、耐蝕性好耐蝕性優(yōu)于鋁、鎂及不銹鋼,可抗大氣、雨水、防凍路面濕氣及含硫化氫高溫廢氣的腐蝕,適合做尾噴管等工況環(huán)境較惡劣的部件;
7、抗凍性好在零下100℃的環(huán)境中,也不會產(chǎn)生低溫脆性;
8、成形性好可通過沖壓、熱鍛、粉末冶金、精密鑄造等力方法制造各種形狀的零部件;
9、裝飾性好通過氧化處理,可形成色彩鮮艷的各種裝飾材料。
汽車用除TC4鈦棒(Ti -6A1 -4V)合金等外,TiAI基金屬間化合物及強化鈦材則具有更高的耐熱性、剛性和耐磨性。
汽車使用TC4鈦棒的優(yōu)點在于:減輕質(zhì)量,降低燃料消耗;改善動力傳輸效果,降低噪音;減少振動,減輕部件載荷;提高車的持久性及保護環(huán)境。
TC4鈦棒其缺點是:一般情況下,汽車所使用的鈦的耐磨性不好、彈性低于鋼,難以進行機械加工。但是,耐磨性可通過涂層或強化進行改善,彈性可采用補強來提高,機加工若采川近凈成形技術(shù)或用其他的加工條件,則把缺點降到最低而真正妨礙鈦棒廣泛應用是鈦的高成本,是由鈦棒的原材料、熔煉、加工工藝的復雜性所決定的。
熔煉成本基本上是將鈦與氧分離所必須的能量成本,加工成本通常是加工處理與拋光成本。拋光包括將多量的氧產(chǎn)生的龜裂或表面損傷的部分除去的工藝。降低熔煉與加工成本的新技術(shù)提案較多,為了開拓鈦棒在轎車上的使用范圍,鈦的目標價格為6-10美元/Kg。
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