Titan loại 1 trong kỹ thuật ô tô: Nơi Soft CP Titanium chiếm được vị trí của nó

Giảm khối lượng xe vẫn là con đường trực tiếp nhất để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm lượng khí thải từ ống xả, đồng thời titan mang tỷ lệ độ bền-trên-trọng lượng tốt nhất so với bất kỳ kim loại nào khi sử dụng theo khối lượng sản xuất, ở mật độ khoảng 4,51 gam trên mỗi cm khối so với 7,85 đối với thép và 2,70 đối với nhôm. Titan cũng nhẹ hơn khoảng 45% so với thành phần thép có cùng thể tích và không giống như nhôm, nó vẫn giữ được độ bền hữu ích ở nhiệt độ khí thải, nơi mà nhôm đã mềm từ lâu.

Vấn đề luôn nằm ở chi phí, đó là lý do tại sao mức tiêu thụ titan dành cho ô tô tập trung đầu tiên ở các biến thể đua xe thể thao và hiệu suất-cao. Mô hình đó đang thay đổi khi các vấn đề về khí thải, tấm chắn nhiệt và ăn mòn gầm xe ở các thị trường muối ven biển và{2}}mùa đông đã đẩy các vật liệu thông thường đến giới hạn của chúng.

Tại sao lớp mềm nhất vẫn hoạt động trên xe

Loại 1 được xác định trong thông số kỹ thuật dải, tấm và tấm với hàm lượng oxy tối đa là 0,18%, sắt 0,20%, nitơ 0,03% và hydro 0,015%. Các giới hạn kẽ chặt chẽ đó tạo ra độ bền kéo tối thiểu là 240 MPa, hiệu suất bù tối thiểu 0,2% là 138 MPa và độ giãn dài tối thiểu là 24%. Độ bền năng suất thấp thường được coi là một trách nhiệm pháp lý trong thiết kế kết cấu, nhưng trong công việc về ống xả và tấm chắn nhiệt ô tô, nó là một tài sản, bởi vì các bộ phận này được hình thành bằng cách kéo sâu, dập, uốn và giãn nở ống, và hoạt động tạo hình, không phải tải dịch vụ, quyết định liệu bộ phận đó có thể được chế tạo hay không.

Các thành phần cuối{0}}Ống xả và Nóng

Ống và tấm cấp 1 xuất hiện trong móc treo ống xả, tấm chắn nhiệt, phần bên trong bộ giảm âm và phần đầu ra, nơi nhiệt độ thành ống duy trì ở mức dưới khoảng 500 đến 600 độ C tại bộ phận và nơi vật liệu không cần phải chịu tải trọng kết cấu. Hệ số giãn nở nhiệt là lợi thế quyết định: ở mức 8,6 phần triệu trên kelvin, tấm chắn nhiệt bằng titan tăng trưởng gấp khoảng một nửa so với tấm chắn bằng thép không gỉ trong cùng mức tăng nhiệt độ, giúp giảm sức căng tác dụng lên các chốt và giá đỡ trong mỗi chu kỳ nhiệt. Khả năng chống ăn mòn trong nước ngưng tụ và muối đường giúp loại bỏ vấn đề hư hỏng lớp phủ-làm rút ngắn tuổi thọ của tấm chắn thép tráng nhôm trong thời gian sử dụng vào mùa đông.

Đối với ống xả phải mở rộng thành mặt bích hoặc cuộn thành khớp, Loại 1 là lựa chọn tốt hơn so với Loại 2 mạnh hơn hoàn toàn vì độ giãn dài 24%. Độ giãn nở của ống vượt quá khoảng 15 phần trăm là không đáng tin cậy ở Cấp 2, trong khi Cấp 1 cho phép vận hành thoải mái.

Dây phụ, chốt và các bộ phận định hình nhỏ

Dây hàn titan để chế tạo ống xả được cung cấp ở cấp độ tinh khiết về mặt thương mại và dây cấp 1 được sử dụng khi muốn có độ dẻo tối đa trong mối hàn. Giá đỡ dập nhỏ, dây đai kẹp, miếng đệm và trùm cảm biến cũng được sản xuất từ ​​​​tấm Cấp 1 vì các hoạt động kéo sâu và đúc sẽ tiết kiệm hơn khi vật liệu không chống lại khuôn. Trong trường hợp một bộ phận cần độ bền hơn là khả năng định hình, hợp kim alpha-beta Ti-6Al-4V sẽ phù hợp và chính hợp kim đó, chứ không phải Cấp 1, được sử dụng cho van, bu lông thanh kết nối và lò xo treo trong các ứng dụng hiệu suất.

Nhiệm vụ ăn mòn trong hệ thống xe

Titan không bị ăn mòn hoặc có kẽ hở trong môi trường chứa clorua-ở nhiệt độ ô tô, điều này khiến Loại 1 trở nên hấp dẫn đối với các ốc vít dưới gầm xe, phần cứng quản lý nhiệt bộ pin và bất kỳ thành phần nào tiếp xúc với bụi muối. Đặc tính tương tự đã làm cho bộ trao đổi nhiệt tấm titan và các bộ phận làm mát không khí tích điện trở nên khả thi trong động cơ hàng hải và động cơ hạng nặng, nơi các vòng làm mát bằng nước biển tấn công các vật liệu thông thường. Các bộ phận làm mát tuần hoàn khí thải, có khả năng ngưng tụ axit ở nhiệt độ vừa phải, là một ứng dụng khác trong đó titan bền hơn thép không gỉ ferit.

Ghi chú chế tạo cho công việc ô tô

Loại 1 có dạng giống như thép không gỉ mềm nhưng hoạt động khác nhau ở ba khía cạnh. Độ đàn hồi sau khi uốn cao do mô đun đàn hồi chỉ khoảng 103 GPa nên dụng cụ cần bù uốn cong. Độ dẫn nhiệt thấp ở khoảng 21 watt trên mét kelvin, có nghĩa là hàn laser hoặc hàn điện trở tập trung nhiệt và yêu cầu kiểm soát thông số chặt chẽ hơn thép. Và titan không thể hàn trong không khí: lớp khí bảo vệ phải mở rộng ra phía sau vũng hàn cho đến khi kim loại nguội xuống dưới ngưỡng oxy hóa có thể nhìn thấy, nếu không mối nối sẽ mất độ dẻo. Đối với các bộ phận kim loại tấm được đặt hàng theo thông số kỹ thuật dải, tấm và tấm, điều kiện ủ và ngâm là tiêu chuẩn và người mua nên chỉ định xem có cần chứng chỉ kiểm tra uốn cong cho các bộ phận định hình hay không.

Câu hỏi thường gặp

Q:Lớp 1 có đủ chắc chắn cho khung kết cấu ô tô không?
Đáp: Chỉ dành cho khung tải-thấp. Ở cường độ chảy tối thiểu 138 MPa, nó không thể thay thế khung thép trên phần tương tự-cho-tương tự nếu không có thiết kế lại đáng kể. Loại 1 giành được vị trí của mình trong các bộ phận được tạo hình, có-ứng suất thấp, bị ăn mòn-trong đó độ dẻo chi phối quá trình sản xuất.

Q:Ống xả titan có thể tiết kiệm bao nhiêu khối lượng so với thép không gỉ?
Đáp: Khoảng 40 đến 45 phần trăm khối lượng hệ thống ở độ dày thành bằng nhau và lên tới 50 phần trăm khi giảm thành để tận dụng khả năng chống ăn mòn của titan. Con số chính xác phụ thuộc vào cách bố trí hệ thống và độ dày của tường được chọn.

Q:Phần cứng ống xả titan có cần lớp phủ bảo vệ không?
Trả lời: Không. Màng titan dioxide hình thành tự nhiên ổn định trong phạm vi nhiệt độ ô tô và cải tạo ngay lập tức nếu bị hỏng. Lớp phủ chỉ được sử dụng vì lý do thẩm mỹ hoặc làm lớp chắn nhiệt cho các bộ phận liền kề.

Q:Các bộ phận cấp 1 và cấp 2 có thể hàn được với nhau không?
Trả lời: Có, và mối nối có tính chất luyện kim tốt vì cả hai loại đều là titan alpha không hợp kim. Việc lựa chọn chất độn phải phù hợp với cấp cường độ thấp hơn và quy trình hàn phải phù hợp với tổ hợp độ dày được nối.

Q:Điều gì thay thế Lớp 1 khi cần cường độ cao hơn?
A: Cấp 2 cho độ bền vừa phải và khả năng định hình tốt và Ti-6Al-4V trong đó yêu cầu thành phần có độ cứng cao, độ bền cao. Các ứng dụng van, thanh truyền và lò xo trong động cơ hiệu suất sử dụng hợp kim alpha-beta thay vì bất kỳ loại hợp kim thuần túy thương mại nào.

Q:Tại sao titan không được sử dụng làm tấm thân xe khi sản xuất số lượng lớn?
A: Chi phí và sự trưởng thành của chuỗi cung ứng. Nhôm và thép cường độ cao-tiên tiến mang lại độ cứng phù hợp với chi phí vật liệu thấp hơn, đồng thời cơ sở hạ tầng công cụ và mối nối cho những vật liệu đó đã được lắp đặt. Titan trong xe cộ được tập trung ở những đặc tính cụ thể của nó giải quyết được một vấn đề mà không vật liệu rẻ hơn nào có thể giải quyết được.