钛及钛合金材料在汽车零部件方面的应用

钛金属具有密度小、比强度高、耐蚀性好的优点，汽车采用钛材可极大地减轻车身质量，降低燃料消耗，提高发动机的工作效率，改善环境和降低噪声。但是昂贵的价格，使得钛合金在汽车工业中只能在豪华车型和跑车上有一些应用，在普通汽车上鲜有应用。因此，研究与开发适应市场需要的低成本钛合金是推动其应用于普通家用汽车的关键。

近些年来，随着汽车工业的迅猛发展，汽车产生的油耗、环保和安全的问题日益受到人们的关注。展望未来汽车工业的发展方向，轻量化、油耗低及排放少是发展的主题。根据国际权威部门统计的数据，汽车燃料燃烧能量的60%消耗于自身质量，尽管目前高强度薄钢板、铝材、镁材、金属基复合材料及塑料树脂类材料在减轻汽车重量方面已经发挥了作用，但是工业用钛材料的出现使得汽车制造有了更好的选择。钛合金材料在生产过程中加工成本占总成本的60%以上，因此在降低成本方面，怎样降低钛合金的加工成本成为重点研究的方向。

这方面的研究主要分为两方面：一是改进传统铸锻工艺，二是采用粉末冶金近净成形技术。在新型锻造工艺研制开发中，冷锻法是目前钛合金制造汽车零部件最寄予希望的方法之一。β钛合金在常温下变形阻力小，切削加工成形好，是可以进行冷锻造的材料，目前日本已经开发出三种冷变形的β钛合金。β钛合金也有一些不足，在冷锻时容易产生不均匀变形，且容易粘附在模具上，因此用冷锻技术量产β钛合金零部件还需要进一步的探索与开发。

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，主要表现在： 

1）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。 

2）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。 

3）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。 

4）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