近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，世界汽車產(chǎn)量和保有量與日俱增。2009年我國汽車產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)，汽車產(chǎn)銷量超過1300余萬輛，超過美、日成為世界汽車產(chǎn)銷第一大國。汽車在給人們出行帶來方便的同時(shí)也產(chǎn)生了油耗、環(huán)保、安全三大問題。著眼于可持續(xù)發(fā)展考慮，降低燃油消耗和減少排放污染顯得尤為迫切。據(jù)國際權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)汽車所用燃料約60%消耗于汽車自重。汽車每減輕10%的重量，廢氣排放量可減少10%，可降低油耗7%。由此可見，汽車減重、輕量化是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的有效措施。實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的途徑主要有兩種:一是優(yōu)化汽車框架結(jié)構(gòu);另一個(gè)是在汽車制造上采用輕質(zhì)材料。目前汽車上使用的輕合金主要有鋁、鎂、鈦合金等金屬。

鈦合金在汽車上的應(yīng)用及特點(diǎn)

鈦合金是一種新型結(jié)構(gòu)及功能材料，它具有優(yōu)異的綜合性能，密度小，比強(qiáng)度高。鈦的密度為4.51g/cm3，介于鋁(2.7g/cm3)和鐵(7.6g/cm3)之間。鈦合金的強(qiáng)度高于鋁合金和鋼，韌性也與鋼鐵相當(dāng)。鈦及鈦合金抗蝕性能好，優(yōu)于不銹鋼，特別是在海洋大氣環(huán)境中抵抗氯離子的侵蝕和微氧化氣氛下耐蝕性好，鈦合金的工作溫度較寬，低溫鈦合金在-253℃還能保持良好的塑性，而耐熱鈦合金的工作溫度可達(dá)550℃左右，其耐熱性明顯高于鋁合金和鎂合金。同時(shí)具有良好的加工性、焊接性能。

鈦及鈦合金優(yōu)異的性能自鈦工業(yè)化生產(chǎn)以來就倍受各尖端行業(yè)關(guān)注，伴隨著鈦行業(yè)的起步，在20世紀(jì)50年代中期，鈦材進(jìn)入了汽車工業(yè)。步入90年代，隨著世界性能源短缺及人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，尤其是汽車工業(yè)，美國、日本和歐洲等國先后頒布了系列生態(tài)法規(guī)，對(duì)燃油利用率，CO2排放量、汽車減重、汽車的安全性、可靠性等提出了更高的要求。許多發(fā)達(dá)國家和著名的汽車制造商都積極開發(fā)并增加在汽車用鈦方面的研究投入。為汽車用鈦提供了強(qiáng)大動(dòng)力。進(jìn)入新世紀(jì)，我國鈦工業(yè)也逐步步入汽車領(lǐng)域。

在當(dāng)前汽車市場上，隨著豪華汽車、跑車和賽車需求逐年增加，鈦制零部件亦逐年增加。1990年全球汽車用鈦僅為50噸/年左右，1997年為500噸/年，2002年為1100噸/年，2009年為3000噸/年。由此可見，汽車行業(yè)用鈦材進(jìn)入加速階段。

汽車中使用的鈦制零部件

鈦在汽車上的用途主要分兩大類，第一類是用來減少內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量(對(duì)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)零件來講，即使減少幾克質(zhì)量都是重要的);第二類是用來減少汽車總質(zhì)量。根據(jù)設(shè)計(jì)和材料特性，鈦在新一代汽車上主要分布在發(fā)動(dòng)機(jī)元件和底盤部件上。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，鈦可制作閥門、閥簧、閥簧承座和連桿等部件;在底盤部件主要為彈簧、排氣系統(tǒng)、半軸和緊固件等。

據(jù)資料介紹，除了上述所舉重點(diǎn)外，還有:發(fā)動(dòng)機(jī)部件的搖臂、懸簧、活塞銷、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、緊固件、掛耳螺帽、車擋支架、門突入梁、制動(dòng)器卡鉗活塞、銷軸栓、離合器圓板、壓力板、變速按鈕等等。