鈦合金在汽車輕量化製造中的應用
鈦和鈦合金s具有密度低、力學性能優异、生物相容性好、耐腐蝕、耐高溫、低溫韌性等特點，已廣泛應用於汽車製造領域。
鈦合金密度僅為鋼材的60%，强度可達800MPa以上，在500℃左右仍保持良好的機械效能，且焊接和成形性較好，20多年前已應用於賽車製造，大大降低了賽車發動機的質量，同時提高了發動機效能。
現時，汽車製造中使用的鈦合金部件主要分佈在汽車排氣系統、發動機系統、變速器和减振系統以及車身骨架部件中。
1.排氣系統
汽車排氣系統的資料要求具有良好的高溫力學性能和S、Cl元素的耐腐蝕性。 傳統的排氣部件由不銹鋼製成，但已經發現鈦合金在效能方面更適合用作排氣資料。
新款雪佛蘭克爾維特Z206採用鈦制回流管，有效避免了不銹鋼管的點蝕和焊接腐蝕問題，同時提高了燃油效率和加速性能，縮短了制動距離。
美國最大的鈦製造商Timet一直致力於鈦排氣系統的開發和製造。 幾家日本公司也在開發鈦排氣系統。 有限公司富士重工有限公司已生產數量有限的440鈦排氣管s用於車輛。
2.發動機系統
汽車發動機系統是汽車領域使用最多的鈦合金部件，鈦合金在發動機系統中的應用主要有氣門、連杆、曲軸、閥座等零部件。
日本本田汽車公司使用鍛造鈦棒其NSX賽車V-6發動機； 鈦氣門彈簧用於三菱汽車製造的大容量四缸發動機，鈦連杆用於保時捷汽車。
（1）閥門
依據鈦合金閥門s、現時，美國一般採用Ti-6Al-4V合金製造進氣門，Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo合金製造排氣門。 而日本豐田公司使用Ti-6Al-4v/Ti-B合金來製備進氣門並且使用Ti-al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si/Ti-B合金來制製備排氣門。 這些鈦合金具有良好的高溫力學性能、抗氧化性和抗蠕變性，有效地提高了發動機效能和車速。
（2）閥座
鈦合金閥座已廣泛應用於賽車和跑車中，每年生產超過25萬套，主要使用Ti-6Al-4V或Ti-5Al-2Cr-1Fe合金製備，因為閥座的形狀相對簡單，所以機械加工要求不高，並且不需要特殊的表面處理，成本更便宜。 在汽車上减重效果明顯。
（3）連杆
鈦杆的使用可以有效地減輕發動機的重量，提高車輛的效能。 現時，主要製備資料為Ti-6Al-4V合金。 Tatsu Co.，LTD.目前正在開發一種兩相鈦合金Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La，該合金具有優异的機械加工性、機械效能、疲勞效能和耐腐蝕性，有望用於快速加速和减速的發動機連杆部件。
（4）曲軸
雖然鈦曲軸現時還沒有得到廣泛應用，但日本專門開發的Ti-3Al-2.5V合金已經在本田賽車上得到驗證，在有效降低質量的同時，發動機轉速提高了700r/min，證明了鈦曲軸的優越性。 與此同時，日本一直在試製Ti-5Al-2Cr-Fe合金曲軸，希望鈦合金能在曲軸部件中得到更廣泛的應用。
3.减振系統
汽車减振懸架系統的核心部件是懸架彈簧。與普通汽車彈簧鋼相比，鈦合金具有更高的比强度和更低的剪切模量，疲勞強度也更高，更適合製造汽車减振彈簧。由於彈簧的撓度與圈數成正比， 與資料的剪切模量成反比，囙此，鈦合金彈簧在相同的彈簧反作用情况下，比鋼彈簧需要更少的匝數，有效地减少了彈簧的質量，節省了空間。
同時，鈦合金彈簧還可以有效提高彈簧的諧振頻率，提高其使用壽命。 現時，大多數鈦合金彈簧都是用單相β鈦合金製備的。 福斯汽車已經在其3500輛汽車中的一些車輛中使用了Lupo FSI鈦齒輪彈簧。
4.車架
鈦合金的高比强度、低密度和良好的耐腐蝕性表明它是製備車身骨架的良好資料。 現時，已有汽車公司在齒輪支架、制動卡鉗活塞等零部件上使用鈦合金。 在傳動部件中，日本目前正在開發一種高旋壓成型工藝來製備鈦合金殼體，與鋼制殼體相比，該工藝可以更好地減輕飛輪的衝擊，並具有更好的緩衝效果。
此外，鈦合金還用於汽車緊固件等零部件，隨著鈦合金製備技術和汽車工業的不斷發展，鈦合金在汽車零部件中的應用將越來越多。
5.鈦合金對汽車輕量化的意義
國外研究機構估計，當車輛維修質量降低10%時，油耗可以降低6%~8%。 另一項研究發現，一輛91公斤重的汽車每昇燃油可以多行駛0.43公里。 囙此，隨著我國經濟的不斷發展和汽車數量的不斷增加，汽車輕量化已成為降低能源消耗和减少空氣污染的重要途徑之一。
鈦及鈦合金因其優异的物理化學效能而被廣泛應用於汽車零部件中。 的使用鈦資料不僅有效地提高了汽車的效能和安全係數，而且對汽車的輕量化起到了重要作用，有效地降低了汽車翻新的質量，降低了油耗。
汽車排氣系統採用鈦合金尾噴管和回流管總成，與傳統不銹鋼系統相比，重量減輕約8.2公斤。 發動機的氣門、連杆等零部件採用鈦合金產品代替傳統的鋼鐵和鑄鐵資料，可以有效地降低發動機的質量。
根據日本汽車工業的研究，使用約0.8公斤的效果鈦合金零件對於汽車動力閥來說，相當於20公斤重的鋼鐵零件。 與鋼制閥座相比，每個鈦制閥座可减少約10g的質量； 鈦合金中使用的連杆和曲軸在减少發動機質量方面最有效。
减振系統如上所述，每根鈦合金彈簧比鋼彈簧减少60%以上的質量，以每節車廂4根彈簧計算，更換鈦合金彈簧後，每節車廂可减少9~13.6kg的重量。 此外，鈦制消聲器重量僅為5至6公斤，比不銹鋼消聲器輕40%。
以普通中型車為例，如果用現有的鈦合金汽車零部件取代傳統零部件，車輛的整備品質將從1500公斤左右降低到1000公斤左右，减重率可達30%，綜合油耗可降低20%以上，這將大大降低全球的油耗。 有效緩解能源短缺和環境污染問題。
上述資料表明，鈦合金在汽車中的應用輕量化效果明顯，在現代汽車工業中，應繼續發展鈦及鈦合金在零部件中的應用科技，提高鈦合金在車輛中的應用率。
現時，鈦合金在我國汽車工業中的應用仍處於試驗階段。 主要問題是鈦合金資料成本高，零件不易加工。
囙此，未來的主要任務應該是通過開發廉價的鈦合金資料、降低鈦合金原材料的生產成本等管道來降低鈦合金零件的價格，通過提高加工技術來提高鈦合金零件加工效率。
國外經驗表明，只有將汽車設計製造與鈦合金開發相結合，才能為汽車提供更多優質的鈦合金資料。
相信隨著研發的不斷發展，鈦及鈦合金將在我國現代汽車工業中發揮越來越重要的作用，推動汽車工業的不斷發展。
