Titanyum ve alaşımı, mükemmel hafiflik, iyi yüksek sıcaklık direnci ve korozyon direnci gibi mükemmel kapsamlı performans sunar, orijinal olarak Denizcilik endüstrisinde klorür iyonlarının ve mikro oksidasyon atmosferinin korozyonuna direnmek için kullanılmıştır. Titanyum alaşımı, alüminyum alaşımı ve magnezyum alaşımından daha iyi ısı direncine sahiptir, çalışma sıcaklığı yaklaşık 550 ℃'ye ulaşabilir. Titanyum alaşımının elastik modülü çeliğin yaklaşık yarısıdır, düşük termal genleşme katsayısı paslanmaz çelik ve alüminyumun yaklaşık 50%'sidir, manyetik değildir, düşük termal iletkenliğe sahiptir, aynı zamanda iyi işlenebilirlik ve kaynak performansına sahiptir, çeşitli parçalar için kullanılabilir.

Titanyum olağanüstü bir erime noktasına sahiptir ve korozyona karşı çok dayanıklıdır. Ayrıca hafiftir, bu da onu otomobil parçaları için ideal hale getirir. Son yıllarda, araç ağırlığını büyük ölçüde azaltabilen, yakıt tüketimini ve gürültüyü azaltabilen otomobil endüstrisinde giderek daha fazla kullanılmaktadır ve şimdi titanyum alaşımları, motor valflerinden lastik jantlarına kadar otomobil parçaları için popüler bir seçim haline gelmektedir. Araçların görünümünü iyileştirirken motor ağırlığını azaltabilir ve yakıt verimliliğini artırabilirler. Ayrıca emisyonları azaltabilir ve araç sahipleri için sahip olma maliyetini düşürebilirler. İşte otomotivin bazı ana titanyum parçaları. GM'nin ilk tamamen titanyum arabayı başarıyla geliştirdiği 1956 yılından bu yana, lüks arabalara, spor arabalara ve yarış arabalarına olan talep her geçen yıl artmaktadır. 2015 yılı itibariyle dünyada otomobillerde kullanılan titanyum miktarı 5.000 tonu aşmıştır.

Yıllar Parçalar Malzeme Şirket Araba tipi
1992 Bağlantı çubuğu Ti-6Al-4V Honda Acura NSX
1994 Bağlantı çubuğu Ti-6Al-4V Ferrari 12 silindir
1996 Tekerlek cıvatası Ti-6Al-4V Polsh Spor otomobil opsiyonel jantları
1998 Fren pimi Gr2 Mercedes S - seviye
1998 Silindir conta halkası 1STi VW hepsi
1998 Dişli değiştirici kolu Gr1 Honda S 2000 canlı üst sedan
1999 Bağlantı çubuğu Ti-6Al-4V Polsh CT3
1999 valf Ti-6Al-4V ve PM-Ti Toyota Al Tezza
1999 Turboşarj rotoru Ti-6Al-4V Mercedes Kamyon dizel motoru
2000 Süspansiyon yayı Timetal LCB Kamuoyu Lupo FSI
2000 Tekerlek cıvatası Ti-6Al-4V BMW M - Teknik aksesuarlar
2000 Valf yayı tutucusu Ti-6Al-4V Mitsubishi 1.81 silindir
2000 Turboşarj rotoru γ-Ti Al Mitsubishi Lancer
2001 Egzoz sistemi Gr.2 Ti General Motors Corvett Z06
2001 Tekerlek cıvatası Ti-6Al-4V VW Spor GTI
2002 Valf tipi Ti-6Al-4V ve PM-Ti Nissan Infiniti Q45
2003 Süspansiyon yayı Timetal LCB Ferrari 360 Stradale

Araba Çerçevesi

Titanyum, yüksek mukavemeti ve iyi tokluğu nedeniyle araba gövde çerçeveleri için iyi bir malzemedir. Japonya'da otomobil üreticileri, sürücülerin direksiyon başında kendilerini güvende hissetmelerini sağlayan güçlü bir metal olan gövde çerçeveleri için ticari titanyum kaynaklı boruları seçmiştir.

Motor

Titanyum alaşımı, motorun bağlantı kolu için ideal bir malzemedir. Titanyum alaşımından yapılan bağlantı kolu, motor kütlesini etkili bir şekilde azaltabilir, yakıt verimliliğini artırabilir ve egzoz hacmini azaltabilir. Çelik bağlantı ile karşılaştırıldığında, titanyum bağlantı kütleyi 15% ila 20% azaltabilir. İlk uygulama İtalya'da yeni Ferrari arabası 3.5LV8 ve Acura NSX motorunda, malzeme esas olarak Ti6Al4VTi10V2Fe3Al, Ti3Al2.0V ve Ti4Al4MOSN0.5s I, vb. Ti4Al2S i4Mn ve Ti7M4Mo gibi diğer titanyum alaşımları da bağlantı kolu uygulamaları için geliştirilmektedir.

Titanyum alaşımlı otomobil motor valfi sadece ağırlığı azaltmakla kalmaz, aynı zamanda servis ömrünü uzatır ve yakıt tüketimini azaltır. Çelik valf ile karşılaştırıldığında, titanyum valf kütlesi 30% ~ 40% azaltılabilir ve motor limit hızı 20% artırılabilir. Şu anda, emme supabı malzemesi esas olarak Ti6A l4V ve egzoz supabı malzemesi esas olarak Ti-6242S'dir. Genellikle, daha düşük kırılganlık ve daha yüksek mukavemet elde etmek için Sn ve Al birlikte eklenir. Mo elementi titanyum alaşımının ısıl işlem performansını iyileştirebilir, sertleştirilmiş ve yaşlandırılmış titanyum alaşımının mukavemetini artırabilir ve aynı zamanda sertliği artırabilir. Mitsubishi seri üretim araçlarında ti-22V-4Al alaşımlı supap yayı takozları kullanmaktadır, bu da orijinal çelik mandala kıyasla kütleyi 42% azaltmakta, supap mekanizması atalet kütlesini 6% azaltmakta ve maksimum motor hızı 300r/dak artmaktadır.

Ti-5Al-2Cr-Fe alaşımlı krank mili Japonya'da deneme amaçlı üretilmektedir, ancak bağlanma önleyici işlem ihtiyacı nedeniyle pratik kullanıma sunulmamıştır. Külbütör kolu, supap yayı ve biyel kolunun alt cıvatası gibi diğer motor parçaları Ti-6A1-4V alaşımından yapılmıştır. Japonya'da özel olarak geliştirilen serbest kesimli ti-3A1-2.5V alaşımlı krank mili Honda 280 HP 3.0L V6NSX lüks yarış otomobilinde kullanılmıştır. Aynı yorulma mukavemetine sahip çelik krank mili ile karşılaştırıldığında, ağırlık 30% azalmış ve motor hızı 700r/dak artmıştır. Bu sonuçlar, titanyumun yarış arabalarında kabul gördüğünü ve yaygın olarak kullanıldığını göstermektedir.

Bahar

Çelik ile karşılaştırıldığında, titanyum ve alaşımları daha düşük elastik modüle, hafifliğe ve iyi korozyon direncine sahiptir, elastik bileşenlerin üretimi için uygundur. Titanyum yaylar çelikten 60-70% daha hafiftir ve tipik bir Amerikan yapımı 5-6 kişilik aile arabasında, dört süspansiyon yayı kullanılarak 9 kg ila 13,6 kg tasarruf edilebilir. Aynı zamanda, titanyum alaşımının mükemmel yorulma performansı ve korozyon direnci, yayın hizmet ömrünü artırabilir.

Şu anda otomotiv yayları için mevcut olan titanyum alaşımları arasında Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al ve Ti-13V11C-3Al bulunmaktadır; bunlar ilk olarak Volkswagen'in Avrupa'daki yeni Lupo FSI otomobilinin dişli süspansiyon yaylarında kullanılmıştır.

Turboşarj

Turboşarjlar motor yanma verimliliğini artırabilir ve motor gücünü ve torkunu geliştirebilir. Turboşarjın türbin rotorunun 850°C'nin üzerindeki yüksek sıcaklıktaki egzoz gazında uzun süre çalışması gerekir, bu da iyi bir ısı direnci gerektirir, alüminyum alaşımı gibi geleneksel metal ise düşük erime noktası nedeniyle kullanılamaz. Seramik malzemeler hafiflikleri ve yüksek sıcaklık dirençleri nedeniyle türbin rotorlarında kullanılsa da, yüksek maliyet ve zayıf kalıplama nedeniyle uygulamaları sınırlıdır. Bu nedenle, sadece iyi dayanıklılık ve verimliliğe sahip olmakla kalmayıp aynı zamanda motorun hızlanmasını da artırabilen Ti-Al alaşımlı türbin rotoru geliştirilmiş ve birçok testle doğrulanmıştır. Bu tasarım Mitsubishi Lancer Evolution serisinde başarıyla ticarileştirilmiştir.

Egzoz Sistemi ve Susturucu

Titanyum, otomobil egzoz sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Titanyum ve alaşım egzoz sistemi sadece güvenilirliği, kullanım ömrünü ve iyi bir görünümü iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda kütleyi azaltır ve yakıt yanma verimliliğini artırır. Golf serisinde, titanyum egzoz sistemi kütleyi 7 ila 9 kg azaltabilir. 2000 Chevrolet Corvette 206, 20 kilogramlık paslanmaz çelik sistem yerine 11,8 kilogramlık titanyum susturucu ve egzoz borusu sistemi kullanmaktadır. Honda, Suzuki ve diğer büyük otomobil üreticileri ve bazı orta ölçekli otomobiller titanyum susturucular kullanmıştır.

Susturucularda kullanılan titanyum esas olarak endüstriyel saf titanyumdur. Titanyum kuyruk nozulları/geri dönüş tertibatları, egzoz gazlarından kaynaklanan klor ve sülfür emisyonlarının neden olduğu korozyona maruz kalmaz ve egzoz sistemleri kaynakta bile çukurlaşmaz. Geleneksel egzoz sistemi malzemesi olan paslanmaz çelik ile karşılaştırıldığında 40% daha az ağırlığa, daha hızlı ivmelenmeye ve daha kısa fren mesafesine sahiptir.

Diğer Titanyum Alaşımlı Parçalar

Yukarıda belirtilen parçalara ek olarak, titanyum ayrıca diğer motor bileşenlerinde, tahrik dişli sistemi parçalarında, süspansiyon sistemlerinde, motor piston piminde, otomotiv bağlantı elemanlarında, montaj kulağı somun ve cıvatalarında, kapı çıkıntılarında, tutma braketinde, fren kaliperi pistonunda, piminde, hız değiştirme düğmesinde ve otomobil debriyaj diskinde vb. kullanılır.