钛合金在汽车应用

增加对节能和环保的公路车辆的需求兴趣关注减肥和改善性能。汽车的应用钛在高强度,低密度,在选择应用程序,低模量的钛合金,其优良的耐腐蚀和氧化。钛具有悠久的成功记录在性能和赛车。应用程序包括:

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钛和重量节省汽车

减少机动车辆的重量,私家车,特别是,复杂的只是一个方面,今天的汽车设计师面临的挑战。制造汽车小,显然——一个显而易见的策略创建问题提供可接受的自由空间内的乘客和他们的影响的工具。小,轻量级的汽车不可能满足每一个所有者或司机的愿望。体重减少这类车,不妥协的空间,有助于减少燃料消耗,和制造商的“绿色”形象。成本代表了一个特别的挑战从根本上更昂贵的材料,如钛。亚博网站下载最近的一次检查在美国和欧洲提出以下的重量节省成本负担得起的水平。

表1。体重减少汽车带来的成本节约。

* =公司平均燃料经济性(美国)

设计概念

总的来说,汽车减重1%声称给减少约0.7%的燃料消耗。减肥运动部件的发动机但可能更有效地实现改善燃油经济性比体重减少。钛合金密度是钢铁约60%,弹性模量是钢的一半左右。直接替换用钛钢部件很少是最好的方法,但在实践中应该产生立即的体重减少至少40%。低模量有利于钛弹簧,但组件刚度有限的应用程序的设计可能是必要的。特定的力量,同样的特定的韧性和疲劳极限的钛钢和铝合金比较很有前景。

表2。比较具体的工程合金的强度

弹簧

工程中独特的合金,钛具有强度、密度、和模量几乎每一个应用程序的“理想”的春天。成功的弹簧设计的关键是优化节省重量和空间。正确设计钛弹簧可以通常四分之三的高度和60 - 70%比钢轻等价物。航空航天工业长期以来使用钛合金在范围广泛的应用程序。

钛允许这种竞争弹簧设计如何?两个方程控制线圈的重量和载荷下的挠度压缩弹簧。在春天的第一个方程重量,弹簧负荷率R L和的负载由应用程序的设计者是固定的,钛的低剪切模量和低密度的分子方程,和高许用应力在分母上。因此重量最小化时使用钛。第二个方程,钛的低剪切模量是分母,因此挠度增加。因此活动线圈的数量可能会减少,这反过来,允许减少弹簧的自由高度(50 - 80%的同类钢弹簧),进一步减重,和更高的固有频率。

方程1

在G =剪切模量
密度ρ=
T =容许应力
L =负载
R =弹簧刚度

方程2

N =数量的线圈在哪里
D =线圈的直径
d =导线直径

弹簧制造

钛弹簧可以由热或冷卷,应该在喷丸加工完成,一般16 - .18A强度。βBeta-C等合金^tm,LCBβ(低成本),如一个类提供设计师许多选项来选择最后的组合属性为特定的应用程序如阀或悬架弹簧。咨询与合金生产商和弹簧制造商建议,以便适当的制造和使用完成的方法。

来源:

钛信息集团

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