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钛在家用汽车及军用战车中的应用

来源:钛棒,钛板,钛管,钛设备,钛合金,钛丝 发布时间:2014-9-3 14:08:37
由于是一种轻质高强、耐蚀性好、高低温宽适应范围、髙弹性等性能优良的材料,应用于汽车上可起到减重、节能、减振、降噪、减污、延寿,提髙汽车安全性和舒适度,是实现汽车轻童化的理想材料。早在20多年前,赛车发动机就使用钛阀和钛连杆以减轻重量,从而降低转矩和功率输出,改善了有关部件偏转等性能,同时可通过加人Nb和Si提高抗氧化性、抗蠕变性,在500X:左右的条件下其强度高于常用合金,在意大利的法拉利超级汽车上V12发动机采用了钛合金制的发动机连杆,使其速度在3.9s内可达100km/h。排气系统使用钛,可避免含硫的排放废气的腐蚀,而重量只有传统材料的60%,同时加强了加速能力和具有较短的制动距离。
    研究表明,钛及钛合金的应用有利于减轻汽车重量,降低摩擦损失和空气阻力,改善发动机燃烧状态,提高性能,从而节油2%-3%,降低噪声5%-10%。目前汽车零件中已被认定可用钛替代的铁基零件主要有:发动机中的吸气连杆、轴、阀弹簧、挡圈等;排放系统中的吸气阀和排气阀等,这些零件比传统铁基零件重量减轻30%-70%,现在钛零件在汽车上的应用领域正日益扩大,可见汽车用钛是一个非常具有吸引力的潜在的庞大市场。

磁悬浮列车是一种利用磁极排斥力和吸引力运行的高科技交通工具。简单地说,排斥力使列车悬起来,吸引力让列车开动。磁悬浮列车上装有超导磁铁,铌钛合金是制作超导磁铁的主要材料。
1979年12月,日本国铁成功地试验了时速512km的世界高速的悬浮高速列车,在2003年末达到世界最高速度581km/h。在实用化开始之际,东京到大阪之间运行时间在一个小时之内。超导磁悬浮超髙速列车的底部与飞机的起落架相似,要求轻量、高强度,所以采用了钛合金的零部件。这种磁悬浮列车有下述特征:①悬浮高度达100mm以上,因而容易保证与地面间距离的精度,也容易维护管理;②不需要支持及索引的电力,节能;③没有噪声、振动和空气污染,因此公害很小。

20世纪90年代美国Ml主战坦克和M2战车大量用钛合金代替乳制均质装甲钢(RHA)。在MlA2主战坦克上共改进7个部件:回转炮塔板;核战、生物和化学武器对抗系统护盖;炮手主瞄准具罩》发动机顶盖,炮塔枢轴架;指挥舱盖和车长热成像观察仪罩。整辆坦克用装甲钢时质量为1591kg,改用钛合金部件后为1116kg,减轻475kg。在M2战车上钛主要用于指挥舱盖和顶部攻击装甲的改进。现在已用Ti-6A1-4V合金代替原来的锻造铝合金。指挥舱盖要用100-127mm厚的钛板加工而成,1997年第一批改装了580辆。战车改装顶部攻击装甲用80mm厚的钛板,改用钛合金材料后减轻35%。美国陆军首次战车改进,应用低成本电子束冷床炉熔炼Ti-6A1-4V钛合金的部件,此外还开发了低成本的钛合金Ti-6A1-1。7Fe-0。ISi(Timetal62S),美国20世纪50年代开始进行了一系列试验和研制,为了减轻装甲车的质量,提高机动性和抗弹性能,美国水城兵工厂针对钛合金的抗枪弹和穿甲弹性能及焊接工艺进行了试验,确定钛合金是一种良好的装甲材料。为了得到与钢相同的防弹性能,钛装甲要比钢装甲厚25%,但相应的钛装甲的质量要比钢轻25%。

此外,还用钛合金制造坦克的其他零件如主动轴、悬挂臂、拖杆、扭力轴、前轮辐等,用这些零件组装的坦克减轻了重量。用Ti-4Al-4Mn钛合金制造的坦克主动轴已经进行了9654km的跑车试验,包括制动试验,情况良好。用Ti-6A1-4V钛合金锻造的T109型坦克钛合金履带,包括履带板、中心导块、中心导块的边和链等。钛合金履带板和橡胶的粘接性能比钢的好,而质量比钢制的轻40%。
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