鈦及鈦合金具有密度小、機械性能優(yōu)異、生物相容性好、耐腐蝕、耐高溫、低溫韌性好等特點, 目前已被大量應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域。目前大部分鈦棒廠家對鈦合金生產(chǎn)不限于航天行業(yè)，已經(jīng)開始設(shè)計民用行業(yè)，并且民用行業(yè)需要量也越來越大。

　　鈦合金密度只有鋼的60%, 而強度可以達到800MPa以上, 在500℃左右仍然保持良好的機械性能, 且焊接和成形性能都較好, 在20多年以前就已經(jīng)被應(yīng)用于賽車的制造上, 大幅減輕了賽車發(fā)動機的質(zhì)量, 同時提高了發(fā)動機性能。

　　目前, 汽車制造中所使用的鈦合金零部件主要分布在汽車排氣系統(tǒng)、發(fā)動機系統(tǒng)、傳動和減振系統(tǒng)以及車體框架部分。

1. 排氣系統(tǒng)

　　汽車排氣系統(tǒng)材料要求具有較好的高溫力學(xué)性能和耐S、Cl元素腐蝕性能。傳統(tǒng)的排氣門組件都是由不銹鋼制備的, 但是人們發(fā)現(xiàn)鈦合金在性能方面更加適合用作排氣門材料。

　　在新型的雪佛蘭Corvette Z206汽車上使用的鈦制回氣管, 有效地避免了不銹鋼管上出現(xiàn)的點蝕和焊縫銹蝕等問題, 同時還提高了燃油的燃燒效率和加速能力, 縮短了制動距離。

　　美國的鈦材制造商Timet一直致力于鈦合金排氣系統(tǒng)的研發(fā)與制造, 日本多家公司也開展了相關(guān)的研制工作, 目前, 富士重工株式會社已經(jīng)限量生產(chǎn)了440套鈦合金車用排氣管。

　　2. 發(fā)動機系統(tǒng)

　　汽車發(fā)動機系統(tǒng)是汽車領(lǐng)域使用鈦合金最多的部件，鈦螺絲在發(fā)動機系統(tǒng)上的應(yīng)用主要有氣門、連桿、曲軸、氣門座等零部件。

　　日本本田汽車公司在NSX賽車V-6發(fā)動機中使用了鍛造鈦連桿；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座, 保時捷汽車中也使用了鈦連桿。

　　(1) 氣門

　　鈦合金氣門方面, 美國和日本都進行了大量的研究工作, 美國目前普遍使用Ti-6Al-4V合金制造進氣門, 使用Ti-6Al-2Sn-4Zr-2M o合金制造排氣門;而日本豐田公司則使用Ti-6Al-4V/Ti B合金制備進氣門, 使用Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si/Ti B合金制備排氣門。這幾類鈦合金都具有較好的高溫力學(xué)性能、抗氧化和抗蠕變性能, 有效改善了發(fā)動機性能, 提高了汽車速度。

　　(2) 氣門座

　　鈦合金氣門座在賽車和運動汽車上已得到廣泛的應(yīng)用, 每年生產(chǎn)25萬套以上, 主要采用Ti-6Al-4V或Ti-5Al-2Cr-1Fe合金制備, 由于氣門座形狀比較簡單, 所以在機械加工方面要求不高, 且不需要特殊的表面處理, 成本較便宜, 在汽車減重方面效果明顯。

　　(3) 連桿

　　鈦合金連桿的使用能夠有效減輕發(fā)動機的質(zhì)量, 提高汽車性能。目前主要的制備材料為Ti-6Al-4V合金。日本大同株式會社目前正在開發(fā)一種兩相鈦合金Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La, 該合金具有良好的切削性, 在力學(xué)性能、疲勞性能和耐腐蝕性方面也較為優(yōu)異, 期望用在發(fā)動機的急加速、急減速的連桿部件上。

　　(4) 曲軸

　　鈦合金曲軸目前雖然沒有得到廣泛的應(yīng)用, 但是日本專門開發(fā)的Ti-3Al-2.5V合金已經(jīng)在本田賽車上面得到驗證, 在有效減輕質(zhì)量的同時, 將發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高了700r/min, 證明了鈦合金曲軸的優(yōu)越性。同時, 日本已經(jīng)在試制Ti-5Al-2Cr-Fe合金曲軸, 期望鈦合金在曲軸部件上得到更加廣泛的應(yīng)用。