Титанови сплавипритежават висока якост (якост на опън до 900-1200 MPa) и ниска плътност (приблизително 4,5 g/cm³, само 60% от тази на стоманата), значително намалявайки инерционните сили в движещите се части и подобрявайки скоростта на реакция на двигателя.
Те също така показват отлична устойчивост на корозия и висока{0}}температурна стабилност (работни температури до 400-500 градуса), което ги прави подходящи за тежки условия на работа на двигатели.
Типичните степени включват Ti-6Al-4V (Gr5) и Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, чиито механични свойства могат да бъдат допълнително оптимизирани чрез термична обработка.
Сценарии за приложение
Високо{0}}производителни автомобилни двигатели: Използва се в състезателни коли и суперавтомобили за намаляване на натоварването на коляновия вал и увеличаване на максималната скорост на двигателя (напр. двигателите на състезателни автомобили F1 могат да достигнат скорости над 15 000 об./мин.).
Аерокосмически двигатели: Използват се в енергийните системи на хеликоптери, бойни самолети и др., за да заменят стоманени биели, намалявайки общото тегло и подобрявайки горивната ефективност.
Висок{0}}мотоциклети: Използва се в двигатели с голям-работен обем за намаляване на вибрациите и подобряване на управлението.
Съображения и предизвикателства при дизайна
1. Дизайн за компенсация на твърдостта
Тъй като модулът на еластичност на титановата сплав е приблизително половината от този на стоманата, са необходими локални увеличения на дебелината, за да се компенсира разликата в твърдостта в сравнение със стоманените свързващи пръти.
2. Разходни фактори
Високи разходи за суровини: Титановите суровини са няколко пъти по-скъпи от стоманата.
Високи разходи за обработка: Значително износване на инструмента, скоростта на обработка е с 60-80% по-ниска от стоманата.
Цената на биелите от титаниева сплав е приблизително 4-5 пъти по-висока от тази на биелите на стоманени състезателни автомобили.
3. Напредък в масовото производство
Намаляването на разходите може да се постигне чрез:
Използване на евтини легиращи елементи за замяна на скъпи.
Оптимизиране на процесите на гореща обработка (напр. горещо валцувани рулони).
Подобряване на обработваемостта (напр. Ti-5Al-1Fe).
Използване на ефективни процеси като разделяне на фрактури.
В обобщение, биелите от титаниева сплав са ключови компоненти за постигане на олекотени двигатели с висока{0}}производителност. Тяхната основна стойност се състои в: екстремно намаляване на теглото (30-40%), значително намаляване на възвратно-постъпателната инерционна маса; отлична устойчивост на умора, адаптиране към високо-циклично натоварване; и добра устойчивост на корозия, удължаване на експлоатационния живот. Въпреки по-високата им цена, с разработването на ниско-разходни титанови сплави (като серията Ti-5Al-1Fe и Super-TIX™) и ефективните технологии за обработка, биелите от титанови сплави се разширяват от състезателни автомобили и мотоциклети от висок клас до по-широка гама от масово произвеждани превозни средства. Все още има непрекъснато място за технологично развитие за подобряване на модула на еластичност и допълнително намаляване на производствените разходи.
Имейл-:garychen3215@hotmail.com
Адрес: No.35, Baoti Rd, град Baoji, провинция Shaanxi, Китай
За контакт: г-н Гари Чен
Телефон: +86-917-8883215
Мобилно/WhatsApp: +86 13092900605
