鈦及鈦合金材料在汽車零部件方面的應用

鈦金屬具有密度小、比強度高、耐蝕性好的優點，汽車采用鈦材可極大地減輕車身質量，降低燃料消耗，提高發動機的工作效率，改善環境和降低噪聲。但是昂貴的價格，使得鈦合金在汽車工業中只能在豪華車型和跑車上有一些應用，在普通汽車上鮮有應用。因此，研究與開發適應市場需要的低成本鈦合金是推動其應用于普通家用汽車的關鍵。

近些年來，隨著汽車工業的迅猛發展，汽車產生的油耗、環保和安全的問題日益受到人們的關注。展望未來汽車工業的發展方向，輕量化、油耗低及排放少是發展的主題。根據國際權威部門統計的數據，汽車燃料燃燒能量的60%消耗于自身質量，盡管目前高強度薄鋼板、鋁材、鎂材、金屬基復合材料及塑料樹脂類材料在減輕汽車重量方面已經發揮了作用，但是工業用鈦材料的出現使得汽車制造有了更好的選擇。鈦合金材料在生產過程中加工成本占總成本的60%以上，因此在降低成本方面，怎樣降低鈦合金的加工成本成為重點研究的方向。

這方面的研究主要分為兩方面：一是改進傳統鑄鍛工藝，二是采用粉末冶金近凈成形技術。在新型鍛造工藝研制開發中，冷鍛法是目前鈦合金制造汽車零部件最寄予希望的方法之一。β鈦合金在常溫下變形阻力小，切削加工成形好，是可以進行冷鍛造的材料，目前日本已經開發出三種冷變形的β鈦合金。β鈦合金也有一些不足，在冷鍛時容易產生不均勻變形，且容易粘附在模具上，因此用冷鍛技術量產β鈦合金零部件還需要進一步的探索與開發。

鈦合金具有質量輕、比強度高、耐腐蝕性好等優點，故被廣泛應用在汽車工業中，應用鈦合金最多的是汽車發動機系統。利用鈦合金制造發動機零件有很多好處，主要表現在： 

1）鈦合金的密度低，可以降低運動零件的慣性質量，同時鈦氣門彈簧可以增加自由振動，減弱車身的振顫，提高發動機的轉速及輸出功率。 

2）減小運動零件的慣性質量，從而使摩擦力減小，提高發動機的燃油效率。 

3）選擇鈦合金可以減輕相關零件的負載應力，縮小零件的尺寸，從而使發動機及整車的質量減輕。 

4）零部件慣性質量的降低，使得振動和噪聲減弱，改善發動機的性能