През последните години, с бързото развитие на автомобилната индустрия, проблемите с разхода на гориво, опазването на околната среда и безопасността, генерирани от автомобилите, са все по-загрижени. Гледайки напред към бъдещата посока на автомобилната индустрия, темата на развитие е лекото тегло, нисък разход на гориво и по-малко емисии. Според статистиката на международните органи 60% от енергията за изгаряне на автомобилното гориво се консумира в собственото им качество, въпреки че сегашната високоякостна тънка стомана, алуминий, магнезий, композитни материали с метална матрица и материали от пластмасова смола са играли за намаляване на теглото на автомобила роля, но появата на индустриални титанови материали прави производството на автомобили по-добър избор.
Въпреки че титановата сплав е широко използвана в космическата, нефтохимическата и военноморската индустрия, приложението в автомобилната индустрия се развива бавно. От 1956 г. General Motors на Съединените щати успешно разработи първата изцяло титаниева кола, титаниеви авточасти до 1980-те години, за да достигне нивото на масово производство, 1990-те с луксозните автомобили, спортните автомобили, състезателните автомобили, търсенето се увеличава от година на година, титан части се развиват бързо. 1990 световното количество титан за автомобили от само 50 тона през 1997 г. достигна 500 тона през 2002 г., за да достигне 1100 тона през 2009 г. да достигне През 1990 г. количеството титан, използвано в автомобилите в света, беше само 50 тона, през 1997 г. достигна 500 тона, през 2002 г. достигна 1100 t, през 2009 г. достигна 3,000t, а се очаква количеството титан, използвано в автомобилите по света, да надхвърли 5,000t през 2015 г.
1. Биелни пръти на двигателя
Титановите сплави са идеални за свързващи пръти. Свързващите пръти на двигателя, изработени от титаниева сплав, могат ефективно да намалят масата на двигателя, да подобрят горивната ефективност и да намалят емисиите на отработени газове. В сравнение със стоманените свързващи пръти, титаниевите свързващи пръти могат да намалят масата с {{0}}%. Приложението на титаниеви биели беше демонстрирано за първи път в новите двигатели Ferrari 3.5LV8 и Acura NSX в Италия. Материалите, използвани в биелите от титанови сплави, са главно Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3 Al-2.0V и Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si и др. Други материали от титанови сплави, като Ti-4Al{{ 18}}Si-4Mn и Ti-7M-4Mo също се разработват за използване в биели.
2. Клапан на двигателя
Клапаните на автомобилните двигатели, изработени от титанова сплав, могат не само да намалят качеството и да удължат експлоатационния живот, но и да намалят разхода на гориво и да подобрят надеждността на автомобила. Титаниеви клапани в сравнение със стоманени клапани, качеството може да бъде намалено с 30% до 40%, пределната скорост на двигателя може да бъде увеличена с 20%. Що се отнася до настоящите приложения, материалът на всмукателния клапан е доминиран от Ti-6Al-4V, а материалът на изпускателния клапан е доминиран от Ti-6242S. Обикновено Sn и Al се добавят заедно, за да се получи по-ниска крехкост и по-висока якост; добавянето на Mo може да подобри свойствата на топлинна обработка на титановата сплав, да укрепи силата на закаляване и стареене на титановата сплав и в същото време да увеличи твърдостта. Други титанови сплави с потенциал за развитие са:
(1) всмукателният клапан може да се използва Ti-62S, неговите характеристики са еквивалентни на Ti-6Al-4V и по-евтини.
(2) изпускателната врата може да се използва Ti-6Al-2Sn-4.0Zr-0.4-Mo-0 .45Si, поради по-ниското съдържание на Mo, така че неговата устойчивост на латентна устойчивост от Ti-6242S превъзходна, устойчива на окисление температура до 600 градуса.
(3) може да се използва изпускателен клапан -TiAl, който има устойчивост на висока температура и леко тегло, но обработката не е подходяща за традиционния метод на коване, подходяща е само за обработка на леене и прахова металургия.
3. Седалка на пружината на клапана
Висока якост и устойчивост на умора е леглото на пружината на клапана трябва да има характеристиките на титаниева сплав за термична обработка тип сплав, може да бъде обработка на стареене в твърд разтвор за получаване на висока якост, съответните по-подходящи материали са Ti - 15V {{1 }}Cr - 3Al - 3Sn и Ti - 15Mo - 3Al - 2.7Nb - 0.2Si. Mitsubishi Motors в производството на автомобили в голям мащаб да използва TI-22V - 4Al титаниева сплав пружинна седалка, TI-22V - 4Al титаниева сплав клапан пружинната седалка е най-подходящият материал. Седалка на пружината на клапана от 4Al титаниева сплав, в сравнение с оригиналния стоманен ключ за намаляване на масата от 42%, клапанният механизъм намалява инерцията на масата от 6%, максималната скорост на двигателя се увеличава с 300r/min.
4. Пружина от титанова сплав
Титанът и неговите сплави имат нисък модул на еластичност спрямо стоманените материали, стойността на σs/E е голяма, подходяща за производство на еластични компоненти. В сравнение със стоманените автомобилни пружини, при предпоставката за същата еластичност, височината на титаниевите пружини е само 40% от стоманените пружини, а качеството е само 30% до 40% от стоманените пружини, което улеснява проектирането на автомобила тяло. Освен това отличната устойчивост на умора и устойчивост на корозия от титанова сплав може да подобри експлоатационния живот на пружината. Понастоящем наличните материали от титанови сплави за производството на автомобилни пружини са Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al и Ti-13V11C-3Al и т.н.
5.Турбокомпресор
Турбокомпресорът може да подобри ефективността на горене на двигателя и да увеличи мощността и въртящия момент на двигателя. Роторът на турбината на турбокомпресора трябва да работи дълго време при висока температура на отработените газове над 850 градуса, така че изисква добра устойчивост на топлина. Конвенционалните леки метали като алуминиеви сплави не могат да се използват поради ниската им точка на топене. Въпреки че керамичните материали са използвани в роторите на турбините поради тяхното леко тегло и устойчивост на висока температура, тяхната употреба е ограничена от високата цена и невъзможността да се оптимизира формата им. За да решат тези проблеми, Tetsui et al. разработиха TiAl турбинен ротор, който беше тестван и доказано, че има не само добра издръжливост и ефективност, но и подобрено ускорение на двигателя. Този дизайн е успешно комерсиализиран в серията Mitsubishi Lancer Evolution.
