時至今日，汽車已有一百多年的歷史，是我們生活當中不可缺少的交通工具。鈦的輕質(zhì)、高強度等性能早已為汽車制造商所矚目。鈦谷鈦在賽車上應(yīng)用已有許多年歷史，目前的賽車幾乎都使用了鈦材。但是，普通汽車領(lǐng)域是鈦的一個新興發(fā)展市場。
鈦材作為汽車部件材料使用的優(yōu)點有：強度高、密度小、彈性模量約是鋼的一半、熱膨脹系數(shù)低，約是不銹鋼及鋁材的一半、無磁性、熱導率低、對環(huán)境無污染等。另外在汽車行業(yè)用鈦后，可極大減輕汽車重量，降低其燃料消耗，提高汽車工作效率，降低噪音。
鈦合金在汽車上的應(yīng)用
汽車上典型的鈦合金零件包括：用TiAl制造的渦輪充電器的轉(zhuǎn)子葉片，用Ti-6A1-4V合金等制造的連桿、閥等。為了實現(xiàn)低成本化，采用粉末冶金法制的Ti-6A1-4Sn-4Zr-1Nb-1Mo-0.2Si-0.3C合金基體中加入TiB粒子彌散的鈦基MMC，制造了發(fā)動機閥。除連桿和發(fā)動機閥以外，原有的低成本β型鈦合金TImetaL LCB制造的懸簧也是最初的應(yīng)用例。最近，發(fā)動機閥、排氣用的低成本鈦合金的開發(fā)取得進展。特別是摩托車的排氣系(消音器)上的鈦合金的需求增大，鈦谷有色金屬交易中心所以排氣系用低成本合金的開發(fā)較為盛行。
1956年，通用汽車公司(GM)和其供貨商裝配了一種展覽用的理想小汽車，其車體是全鈦。自此，GM就一直想在發(fā)動機中使用鈦，包括排氣氣門和連桿。目前，一些汽車制造商已在某些型號車中使用了少量鈦零件。鈦谷有色金屬交易中心例如日本本田汽車公司1994年在NSX賽車3.0L24閥V-6發(fā)動機中使用鍛造鈦連桿；三菱汽車公司制造的高容量、四缸發(fā)動機中使用了鈦氣門彈簧承座；保時捷汽車中也使用了鈦連桿。隨著鈦的日益發(fā)展，在汽車上的特殊用途已大量用作高級車零部件。
1.1、氣門
用鈦合金制作汽車氣門，不僅可減輕重量，延長使用壽命，而且可靠性高，還可節(jié)省燃油。排氣門除要求耐熱，耐磨外，還要不含鉛和鈷。美國廠家利用鈦合金制作進、排氣門較普遍，進氣門使用Ti-6A1-4V合金，排氣門使用的是Ti-6A1-2Sn-4Zn-2Mo合金。日本日立公司制造的燒結(jié)進氣門已供應(yīng)日本的汽車工業(yè)市場。
美國Howmet鑄造公司用連續(xù)鑄造方法生產(chǎn)氣門，每個氣門有1/4重量用鈦，預計新車上每年有2億個氣門的潛在市場，每年有8000萬個氣門的替換市場。
1.2、氣門座
在賽車及運動汽車上，最廣泛使用的鈦材部件是氣門座每年生產(chǎn)25萬個以上，一般是用Ti-6A1-4V合金制作，日本也采用Ti-5A1-2Cr-1Fe合金制作。由于形狀簡單和小巧，所以有機械加式是容易制造的，成本也便宜。不一定需要進行特殊的表面處理，和鋼制的氣門座相比，能減輕10～12克。
1.3、連桿
用鈦合金制造連桿對減輕發(fā)動機重量最有效，能大大提高性能。連桿所用材料主要是Ti-6A1-4V，其它如Ti-4A1-2Sn-4Mn，Ti-7A1-4Mo等也在研制中。
1.4、曲軸和其它發(fā)動機部件
日本正在試制Ti-5A1-2Cr-Fe合金曲軸，這種曲軸因需要進行防粘接處理，目前還未實用化。其它發(fā)動機部件如搖臂，閥簧和連桿的下螺栓等也可利用Ti-6A1-4V合金制造。
日本專門開發(fā)的易切削Ti-3A1-2．5V合金曲軸已用于本田280馬力3．O升V6NSX型豪華賽車上，與具有相同疲勞強度的鋼制曲軸比較，重量減輕30％，引擎轉(zhuǎn)速提高了700r/min。這些研制應(yīng)用結(jié)果表明，鈦在賽車上已被接受并擴大了用量。
1.5、回氣管
采用鈦制尾噴管/回氣管組件不受氯鹽和廢氣中硫的排出引起的腐蝕，其排氣系統(tǒng)不會出現(xiàn)點蝕，甚至在焊接處也不會出現(xiàn)銹蝕，鈦谷有色金屬交易中心與傳統(tǒng)排氣系統(tǒng)材料-不銹鋼相比可減輕40％的重量，同時改善了燃料的經(jīng)濟性，具有較快加速能力和較短的制動距離。因鈦成本較高，美國鈦金屬公司(Timet)研制出一種特別的表面處理方法，這樣生產(chǎn)的零件有助于滿足汽車制造商的成本標準。新型雪佛萊Corvette Z06汽車上已采用了鈦制回氣管。
1.6、彈簧
鈦彈簧與普通汽車使用的鋼彈簧相比具有重量輕、耐腐蝕性好和低剪切模量(可減少彈簧卷的轉(zhuǎn)向)。Timet專門為滿足汽車懸簧生產(chǎn)商的成本和零件裝配要求開發(fā)了一種鈦合金，該材料保留了航空用鈦合金彈簧的優(yōu)異性能，且大大降低了成本。最初的生產(chǎn)用量很小，是用在歐洲大眾汽車公司的新型Lupo FSI汽車的齒輪懸簧。Timet與大眾于2001年1月宣布，在Lupo FSI的2001款車上使用鈦懸簧，預計該型號車生產(chǎn)3500輛。
用鈦制成的彈簧可比鋼的減輕60-70％的重量。在一個典型的美國造的5-6座家用車中，通過使用4個懸簧，每輛車就可減重9kg～13.6kg。
1.7、消音器
鈦消音器只有5-6kg，比不銹鋼等消音器輕很多，操作簡便。日本汽車領(lǐng)域的鈦需求(1999年實際需求達457t)基本上全是用于消音器，主要是大型汽車(900cc以上)上使用。日本本田、鈴木等四家較大的廠家已采用鈦制消音器。鈦消音器主要用于大型汽車和個別中型汽車。鈦的耐蝕性、強度、表面意匠性等正在評價中。
GM公司在2000款雪佛萊Corvette 206型汽車上，已經(jīng)用一個11.8kg重的鈦消音器和尾氣管系統(tǒng)代替了原來重20kg的不銹鋼系統(tǒng)，且強度不變。重量減輕4l％，汽車速度加快、操作靈活且節(jié)約燃料。
1.8、車體及其他部件
美國Timet公司認為鈦可以用在家用車輛的其它形式部件中以大大削減重量和提高耐用性，包括發(fā)動機元件、驅(qū)動齒輪系零件、懸掛系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)件。如減震緩沖器中心桿、掛耳螺帽和螺栓、控制桿、緊固件、從動軸、車擋支架、門突人梁、制動器卡鉗活塞、發(fā)動機連桿、銷軸栓、閥、閥彈簧和承座等。
用鈦合金Ti-6A1-4V制造離合器片，壓力板等變速器部件，最近開始用高旋壓成型制造鈦合金外殼，與鋼制外殼相比，可以大減輕飛輪的沖擊破壞，使緩沖變得容易。日本學者設(shè)計了一種新的組合滑動模，采用下沖式成形開發(fā)另一種汽車鏈輪。
1.9、緊固件
對許多類型的緊固件來講都可用鈦取代鋼。在未來輕型運輸工具中鈦緊固件是可行或必須的。
