Tytan i jego stop oferują doskonałą kompleksową wydajność, taką jak doskonała lekkość, dobra odporność na wysokie temperatury i odporność na korozję, pierwotnie w przemyśle morskim, aby oprzeć się korozji jonów chlorkowych i atmosfery mikroutleniania. Stop tytanu ma lepszą odporność na ciepło niż stop aluminium i stop magnezu, temperatura robocza może osiągnąć około 550 ℃. Moduł sprężystości stopu tytanu wynosi około połowy stali, jego niski współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi około 50% stali nierdzewnej i aluminium, niemagnetyczny, niska przewodność cieplna, jednocześnie ma dobrą obrabialność i wydajność spawania, może być stosowany do różnych części.

Tytan ma wyjątkową temperaturę topnienia i jest bardzo odporny na korozję. Jest również lekki, dzięki czemu idealnie nadaje się do produkcji części samochodowych. W ostatnich latach są one coraz częściej stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, co może znacznie zmniejszyć masę pojazdu, zmniejszyć zużycie paliwa i hałas, a obecnie stopy tytanu stają się popularnym wyborem dla części samochodowych, od zaworów silnika po felgi opon. Są one w stanie zmniejszyć masę silnika i poprawić wydajność paliwową, jednocześnie poprawiając wygląd pojazdów. Mogą również zmniejszyć emisję spalin i obniżyć koszty posiadania dla właścicieli samochodów. Oto kilka głównych tytanowych części samochodowych. Od 1956 roku, kiedy GM z powodzeniem opracował pierwszy całkowicie tytanowy samochód, popyt na luksusowe samochody, samochody sportowe i samochody wyścigowe rośnie z roku na rok. Do 2015 r. ilość tytanu używanego w samochodach na świecie przekroczyła 5000 ton.

Lata Części Materiał Firma Typ samochodu
1992 Korbowód Ti-6Al-4V Honda Acura NSX
1994 Korbowód Ti-6Al-4V Ferrari 12 butli
1996 Śruba koła Ti-6Al-4V Polsh Opcjonalne koła do samochodów sportowych
1998 Sworzeń hamulca Gr2 Mercedes S - poziom
1998 Pierścień uszczelniający cylindra 1STi VW wszystko
1998 Uchwyt zmieniacza biegów Gr1 Honda S 2000 live top sedan
1999 Korbowód Ti-6Al-4V Polsh CT3
1999 zawór Ti-6Al-4V i PM-Ti Toyota Al Tezza
1999 Wirnik turbosprężarki Ti-6Al-4V Mercedes Silnik wysokoprężny do samochodów ciężarowych
2000 Sprężyna zawieszenia Timetal LCB Publiczność Lupo FSI
2000 Śruba koła Ti-6Al-4V BMW M - Akcesoria techniczne
2000 Uchwyt sprężyny zaworu Ti-6Al-4V Mitsubishi 1.81 cylinder
2000 Wirnik turbosprężarki γ-Ti Al Mitsubishi Lancer
2001 Układ wydechowy Gr.2 Ti General Motors Corvett Z06
2001 Śruba koła Ti-6Al-4V VW Sportowe GTI
2002 Typ zaworu Ti-6Al-4Vi PM-Ti Nissan Infiniti Q45
2003 Sprężyna zawieszenia Timetal LCB Ferrari 360 Stradale

Rama samochodu

Tytan jest dobrym materiałem na ramy karoserii samochodowych ze względu na swoją wysoką wytrzymałość i dobrą odporność. W Japonii producenci samochodów wybierają tytanowe rury spawane do ram nadwozia, mocny metal, który pozwala kierowcom czuć się bezpiecznie za kierownicą.

Silnik

Stop tytanu jest idealnym materiałem na korbowód silnika. Korbowód wykonany ze stopu tytanu może skutecznie zmniejszyć masę silnika, poprawić wydajność paliwową i zmniejszyć objętość spalin. W porównaniu ze stalowym łącznikiem, tytanowy łącznik może zmniejszyć masę o 15% do 20%. Pierwszym zastosowaniem jest we Włoszech nowy samochód Ferrari 3.5LV8 i silnik Acura NSX, materiał jest głównie Ti6Al4VTi10V2Fe3Al, Ti3Al2.0V i Ti4Al4MOSN0.5s I itp. Inne stopy tytanu, takie jak Ti4Al2S i4Mn i Ti7M4Mo są również opracowywane do zastosowań w korbowodach.

Zawór silnika samochodowego ze stopu tytanu może nie tylko zmniejszyć wagę, ale także przedłużyć żywotność i zmniejszyć zużycie paliwa. W porównaniu z zaworem stalowym, masę zaworu tytanowego można zmniejszyć o 30% ~ 40%, a prędkość graniczną silnika można zwiększyć o 20%. Obecnie materiał zaworu dolotowego to głównie Ti6A l4V, a materiał zaworu wydechowego to głównie Ti-6242S. Ogólnie rzecz biorąc, Sn i Al są dodawane razem, aby uzyskać niższą kruchość i wyższą wytrzymałość. Pierwiastek Mo może poprawić wydajność obróbki cieplnej stopu tytanu, poprawić wytrzymałość hartowanego i starzonego stopu tytanu i jednocześnie zwiększyć twardość. Mitsubishi wykorzystuje mocowania sprężyn zaworowych ze stopu ti-22V-4Al w swoich masowo produkowanych pojazdach, które zmniejszają masę o 42% w porównaniu do oryginalnego stalowego zatrzasku, mechanizm zaworu zmniejsza masę bezwładności o 6%, a maksymalna prędkość obrotowa silnika wzrasta o 300r/min.

Wał korbowy ze stopu Ti-5Al-2Cr-Fe jest produkowany próbnie w Japonii, ale nie został wprowadzony do praktycznego użytku ze względu na konieczność obróbki antyadhezyjnej. Inne części silnika, takie jak wahacz, sprężyna zaworu i dolna śruba korbowodu są wykonane ze stopu Ti-6A1-4V. Specjalnie opracowany w Japonii wał korbowy ze stopu ti-3A1-2.5V został zastosowany w luksusowym samochodzie wyścigowym Honda 280 HP 3.0L V6NSX. W porównaniu ze stalowym wałem korbowym o tej samej wytrzymałości zmęczeniowej, waga została zmniejszona o 30%, a prędkość obrotowa silnika wzrosła o 700r/min. Wyniki te wskazują, że tytan został zaakceptowany i jest szeroko stosowany w samochodach wyścigowych.

Wiosna

W porównaniu ze stalą, tytan i jego stopy charakteryzują się niższym modułem sprężystości, niską wagą i dobrą odpornością na korozję, dzięki czemu nadają się do produkcji elementów elastycznych. Sprężyny tytanowe są o 60-70% lżejsze niż stalowe, a w typowym amerykańskim 5-6-osobowym samochodzie rodzinnym można zaoszczędzić od 9 kg do 13,6 kg, stosując cztery sprężyny zawieszenia. Jednocześnie doskonała wytrzymałość zmęczeniowa i odporność na korozję stopu tytanu może poprawić żywotność sprężyny.

Stopy tytanu dostępne obecnie do produkcji sprężyn samochodowych obejmują Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al i Ti-13V11C-3Al, które pierwotnie zastosowano w sprężynach zawieszenia przekładni nowego samochodu Volkswagena Lupo FSI w Europie.

Turbosprężarka

Turbosprężarki mogą poprawić wydajność spalania silnika oraz zwiększyć jego moc i moment obrotowy. Wirnik turbiny turbosprężarki musi pracować w wysokiej temperaturze spalin powyżej 850 ℃ przez długi czas, co wymaga dobrej odporności na ciepło, podczas gdy tradycyjny metal, taki jak stop aluminium, jest niedostępny ze względu na niską temperaturę topnienia. Chociaż materiały ceramiczne są stosowane w wirnikach turbin ze względu na ich lekkość i odporność na wysokie temperatury, ich zastosowanie jest ograniczone ze względu na wysokie koszty i słabe formowanie. Dlatego też opracowano i zweryfikowano w wielu testach wirnik turbiny ze stopu Ti-Al, który nie tylko charakteryzuje się dobrą trwałością i wydajnością, ale także może poprawić przyspieszenie silnika. Konstrukcja ta została z powodzeniem skomercjalizowana w serii Mitsubishi Lancer Evolution.

Układ wydechowy i tłumik

Tytan jest szeroko stosowany w samochodowych układach wydechowych. Tytan i jego stopy nie tylko poprawiają niezawodność, żywotność i wygląd, ale także zmniejszają masę i poprawiają wydajność spalania paliwa. W serii Golf tytanowy układ wydechowy może zmniejszyć masę o 7 do 9 kg. Chevrolet Corvette 206 z 2000 roku wykorzystuje 11,8-kilogramowy tytanowy tłumik i układ wydechowy zamiast 20-kilogramowego układu ze stali nierdzewnej. Honda, Suzuki i inni producenci dużych samochodów i niektórych samochodów średniej wielkości zastosowali tytanowe tłumiki.

Tytan stosowany w tłumikach to głównie czysty tytan przemysłowy. Tytanowe dysze tylne/zestawy powrotne nie podlegają korozji spowodowanej emisją chloru i siarki ze spalin, a ich układy wydechowe nie są wżerami, nawet na spawach. W porównaniu z tradycyjnym materiałem układu wydechowego, stalą nierdzewną, 40% ma mniejszą wagę, szybsze przyspieszenie i krótszą drogę hamowania.

Inne części ze stopu tytanu

Oprócz wyżej wymienionych części, tytan jest również stosowany w innych elementach silnika, częściach układu napędowego, układach zawieszenia, sworzniach tłokowych silnika, łącznikach samochodowych, nakrętkach i śrubach mocujących, występach drzwi, wsporniku ustalającym, tłoku zacisku hamulca, sworzniu, przycisku zmiany prędkości i tarczy sprzęgła samochodowego itp.