Dalam beberapa tahun terakhir, seiring pesatnya perkembangan industri otomotif, masalah konsumsi bahan bakar, perlindungan lingkungan, dan keselamatan yang ditimbulkan oleh mobil menjadi semakin memprihatinkan. Menatap arah masa depan industri otomotif, bobot ringan, konsumsi bahan bakar rendah, dan emisi lebih sedikit adalah tema pengembangan. Menurut statistik otoritas internasional, 60% energi pembakaran bahan bakar otomotif dikonsumsi dalam kualitasnya sendiri, meskipun saat ini baja tipis berkekuatan tinggi, aluminium, magnesium, bahan komposit matriks logam dan bahan resin plastik dalam mengurangi bobot mobil telah berperan peran tersebut, namun munculnya bahan titanium industri membuat manufaktur mobil menjadi pilihan yang lebih baik.
Meskipun paduan titanium telah banyak digunakan dalam industri dirgantara, petrokimia, dan angkatan laut, namun penerapannya dalam industri otomotif berkembang perlahan. Dari tahun 1956, General Motors Amerika Serikat berhasil mengembangkan mobil berbahan titanium pertama, suku cadang mobil titanium hingga tahun 1980-an mencapai tingkat produksi massal, tahun 1990-an dengan mobil mewah, mobil sport, permintaan mobil balap meningkat dari tahun ke tahun, titanium bagian telah berkembang pesat. 1990 jumlah titanium otomotif dunia hanya 50t pada tahun 1997 mencapai 500t pada tahun 2002 mencapai 1.100t pada tahun 2009 mencapai Pada tahun 1990, jumlah titanium yang digunakan dalam mobil dunia hanya 50t, pada tahun 1997 mencapai 500t, pada tahun 2002 mencapai 1.100 t, pada tahun 2009 mencapai 3,000t, dan diperkirakan jumlah titanium yang digunakan dalam mobil dunia akan melebihi 5,000t pada tahun 2015.
1. Batang penghubung mesin
Paduan titanium ideal untuk batang penghubung. Batang penghubung mesin yang terbuat dari paduan titanium dapat secara efektif mengurangi massa mesin, meningkatkan efisiensi bahan bakar, dan mengurangi emisi gas buang. Dibandingkan dengan batang penghubung baja, batang penghubung titanium dapat mengurangi massa sebesar {{0}}%. Penerapan batang penghubung titanium pertama kali didemonstrasikan pada mesin baru Ferrari 3.5LV8 dan Acura NSX di Italia. Bahan yang digunakan dalam batang penghubung paduan titanium sebagian besar adalah Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3 Al-2.0V dan Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si, dll. Bahan paduan titanium lainnya, seperti Ti-4Al{{ 18}}Si-4Mn dan Ti-7M-4Mo, juga sedang dikembangkan untuk digunakan pada batang penghubung.
2. Katup Mesin
Katup mesin otomotif yang terbuat dari paduan titanium tidak hanya dapat menurunkan kualitas dan memperpanjang masa pakai, tetapi juga mengurangi konsumsi bahan bakar dan meningkatkan keandalan mobil. Dibandingkan dengan katup baja, katup titanium dapat menurunkan kualitasnya sebesar 30% hingga 40%, dan kecepatan batas mesin dapat ditingkatkan sebesar 20%. Sejauh menyangkut penerapan saat ini, material katup masuk didominasi oleh Ti-6Al{-4V, dan material katup buang didominasi oleh Ti-6242S. Biasanya Sn dan Al dijumlahkan untuk mendapatkan kerapuhan yang lebih rendah dan kekuatan yang lebih tinggi; penambahan Mo dapat meningkatkan sifat perlakuan panas paduan titanium, memperkuat kekuatan quenching dan penuaan paduan titanium, sekaligus meningkatkan kekerasan. Paduan titanium lain yang berpotensi dikembangkan adalah:
(1) katup masuk dapat menggunakan Ti-62S, karakteristiknya setara dengan Ti-6Al-4V, dan lebih murah.
(2) pintu pembuangan dapat digunakan Ti-6Al-2Sn-4.0Zr-0.4-Mo-0 0,45Si, karena kandungan Mo lebih rendah, sehingga ketahanannya terhadap ketahanan laten dibandingkan Ti-6242S lebih unggul, tahan oksidasi suhu hingga 600 derajat.
(3) katup buang dapat digunakan -TiAl, yang memiliki ketahanan suhu tinggi dan ringan, tetapi pemrosesannya tidak cocok untuk metode penempaan tradisional, hanya cocok untuk pemrosesan pengecoran dan metalurgi serbuk.
3. Kursi pegas katup
Kekuatan tinggi dan ketahanan lelah adalah dudukan pegas katup harus memiliki kinerja paduan titanium untuk paduan jenis perlakuan panas, dapat berupa perlakuan penuaan larutan padat untuk mendapatkan kekuatan tinggi, bahan yang lebih cocok adalah Ti - 15V {{1 }}Cr - 3Al - 3Sn dan Ti - 15Mo - 3Al - 2.7Nb - 0.2Si. Mitsubishi Motors dalam produksi mobil dalam skala besar menggunakan dudukan pegas katup paduan titanium TI-22V - 4Al, katup paduan titanium TI-22V - 4Al kursi pegas adalah bahan yang paling cocok. Kursi pegas katup paduan titanium 4Al, dibandingkan dengan kait baja asli untuk mengurangi massa sebesar 42%, rangkaian katup mengurangi inersia massa sebesar 6%, kecepatan maksimum mesin meningkat sebesar 300r/menit.
4. Pegas paduan titanium
Titanium dan paduannya memiliki modulus elastisitas yang rendah dibandingkan bahan baja, nilai σs/E yang besar, cocok untuk pembuatan komponen elastis. Dibandingkan dengan pegas mobil baja, dengan dasar kerja elastisitas yang sama, tinggi pegas titanium hanya 40% dari pegas baja, dan kualitasnya hanya 30% hingga 40% dari pegas baja, sehingga memudahkan dalam mendesain mobil. tubuh. Selain itu, kinerja kelelahan paduan titanium yang sangat baik dan ketahanan terhadap korosi dapat meningkatkan masa pakai pegas. Saat ini material paduan titanium yang tersedia untuk pembuatan pegas otomotif adalah Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al dan Ti-13V11C-3Al dan seterusnya.
5.Turbocharger
Turbocharger dapat meningkatkan efisiensi pembakaran mesin serta meningkatkan tenaga dan torsi mesin. Rotor turbin turbocharger perlu bekerja dalam waktu lama pada gas buang bersuhu tinggi di atas 850 derajat, sehingga memerlukan ketahanan panas yang baik. Logam ringan konvensional seperti paduan aluminium tidak dapat digunakan karena titik lelehnya yang rendah. Meskipun bahan keramik telah digunakan pada rotor turbin karena bobotnya yang ringan dan ketahanan terhadap suhu tinggi, penggunaannya dibatasi oleh biaya tinggi dan ketidakmampuan untuk mengoptimalkan bentuknya. Untuk mengatasi masalah ini, Tetsui dkk. mengembangkan rotor turbin TiAl, yang telah teruji dan terbukti tidak hanya memiliki daya tahan dan efisiensi yang baik, tetapi juga meningkatkan akselerasi mesin. Desain ini telah berhasil dikomersialkan pada seri Mitsubishi Lancer Evolution.
