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为什么汽车发动机没有使用钛合金制造?

   2024-10-14 IP属地 陕西900

  成本问题,目前仍是导致钛合金无法应用于发动机本体的主要原因。但是在一些发动机上的小部件上,合金确实得到了很好的应用。

  阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。

  无论是金属最初的冶炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属。汽车工业能够接受的钛制零件成本,用连杆钛材8~13美元/kg,气阀用钛材13~20美元/kg,弹簧、发动机排气系统及紧固件用钛材希望在8美元/kg以下。是铝板材的6~15倍,钢板材的45~83倍。

  钛合金的特性钛合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点,故被广泛应用在汽车工业中,应用钛合金最多的是汽车发动机系统,利用钛合金制造发动机零件有很多好处。

  钛合金的密度低,可以降低运动零件的惯性质量,同时钛气门弹簧可以增加自由振动,减弱车身的振颤,提高发动机的转速及输出功率。减小运动零件的惯性质量,从而使摩擦力减小,提高发动机的燃油效率。选择钛合金可以减轻相关零件的负载应力,缩小零件的尺寸,从而使发动机及整车的质量减轻。零部件惯性质量的降低,使得振动和噪声减弱,改善发动机的性能。钛合金在其他部件上的应用可提高人员的舒适度和汽车的美观等。

  在汽车工业上的应用,钛合金在节能降耗方面起到了不可估量的作用。钛合金零部件尽管具有如此优越的性能,但距钛及其合金普遍应用在汽车工业中还有很大的距离,原因包括价格昂贵、成形性不好及焊接性能差等问题。钛合金是一种新型结构材料,钛的密度为4.15g/cm,比铁小很多;钛的熔点1668℃,比铁还要高;热胀系数小,作为耐热材料很有潜力;其制成的钛合金抗拉强度可达1500MPa,可与超高强度钢媲美,其比强度是常用工程材料中最高的;钛合金可在550℃以下工作,优于铝合金及一般钢。

因此它在航空、航天、汽车、造船等工业部门获得日益广泛的应用,发展迅猛。由于钛及其合金的优异抗蚀性能,良好的力学性能,以及合格的组织相容性,使它用于制作假体装置等生物材料。钛的耐蚀性比不锈钢好,密度是铁的1/2,韧性也与钢铁相当,在航空业被普遍采用,是与铝、复合材料相并列的“材料三大支柱”之一。其缺点是成本高,加工性能差,切削、焊接、表面处理都较难。

 
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