luokan 1 titaani autotekniikassa: missä Soft CP Titanium ansaitsee paikkansa

Ajoneuvojen massan vähentäminen on edelleen suorin tapa alentaa polttoaineenkulutusta ja alentaa pakokaasupäästöjä, ja titaanilla on kaikkien metallien paras lujuus-/-painosuhde volyymituotannossa, tiheydellä noin 4,51 grammaa kuutiosenttimetriä kohti, kun teräksen 7,85 ja alumiinin 2,70 grammaa kuutiosenttimetriä kohden. Titaani on myös noin 45 prosenttia kevyempi kuin saman tilavuuden teräskomponentti, ja toisin kuin alumiini, se säilyttää käyttökelpoisen lujuutensa pakokaasujen lämpötiloissa, joissa alumiini olisi pehmennyt kauan sitten.

Saalis on aina ollut hinta, minkä vuoksi autojen titaanin kulutus keskittyi ensin moottoriurheiluun ja{0}}suorituskykyisiin muunnelmiin. Tämä malli on muuttumassa, kun pakokaasu-, lämpösuoja- ja pohjakorroosio-ongelmat rannikko- ja talvi-suolamarkkinoilla painavat tavanomaiset materiaalit äärirajoihinsa.

Miksi pehmein laatu toimii edelleen ajoneuvoissa

Grade 1 on määritelty nauhan, levyn ja levyn eritelmissä maksimihappipitoisuudella 0,18 prosenttia, rautapitoisuudella 0,20 prosenttia, typpipitoisuudella 0,03 prosenttia ja vedyllä 0,015 prosenttia. Nämä tiukat välirajat tuottavat vähintään 240 MPa:n vetolujuuden, 138 MPa:n minimisaannon 0,2 prosentilla ja vähimmäisvenymän 24 prosentilla. Rakennesuunnittelussa alhainen myötöraja käsitellään normaalisti vastuksena, mutta autojen pakokaasu- ja lämpösuojatyössä se on etu, koska nämä osat muodostetaan syvävetämällä, meistämällä, taivuttamalla ja putkilaajennuksella, ja muovausoperaatio, ei käyttökuorma, ratkaisee, voidaanko osaa valmistaa ollenkaan.

Pakokaasu- ja kuuma{0}}päätyosat

Laadun 1 putket ja levyt esiintyvät pakoputkissa, lämpösuojissa, äänenvaimentimen sisäosissa ja poisto-osissa, joissa seinämän lämpötila pysyy komponentissa noin 500-600 Celsius-asteen alapuolella ja joissa materiaalin ei tarvitse kantaa rakenteellista kuormitusta. Lämpölaajenemisluku on ratkaiseva etu: 8,6 miljoonasosaa kelviniä kohti titaaninen lämpösuoja kasvaa noin puolet ruostumattomasta teräksestä valmistettuun lämpösuojaan verrattuna saman lämpötilan nousun aikana, mikä vähentää kiinnikkeisiin ja kiinnikkeisiin kohdistuvaa rasitusta jokaisen lämpösyklin aikana. Lauhteen ja tiesuolan korroosionkestävyys poistaa pinnoitteen -vikaongelman, joka lyhentää aluminoitujen terässuojien käyttöikää talvikäytössä.

Pakoputkelle, joka on laajennettava laipaksi tai rullattava liitoksiksi, Grade 1 on parempi valinta kuin vahvempi Grade 2 puhtaasti 24 prosentin venymän vuoksi. Putken laajeneminen yli noin 15 prosentin on epäluotettava luokassa 2, kun taas Grade 1 sietää toimintaa mukavasti.

Täytelanka, kiinnikkeet ja pienet muotoillut osat

Titaaninen hitsauslanka pakokaasujen valmistukseen toimitetaan kaupallisesti puhtaina laatuina, ja Grade 1 -lankaa käytetään siellä, missä hitsausmassassa halutaan maksimaalinen sitkeys. Pienet leimatut kiinnikkeet, kiinnityshihnat, tiivistekannattimet ja anturin ulokkeet valmistetaan myös Grade 1 -levystä, koska syväveto ja lyönti ovat taloudellisempia, kun materiaali ei taistele muotin kanssa. Kun komponentti tarvitsee lujuutta muovattavuuden sijaan, kuvaan tulee alfa-beeta-seos Ti-6Al-4V, ja juuri tätä seosta, ei luokkaa 1, käytetään venttiileissä, kiertokangen pulteissa ja jousitusjousissa suorituskykysovelluksissa.

Korroosiovelvollisuus ajoneuvojärjestelmissä

Titaani ei syöpy kuoppa- tai rakokorroosiota kloridi{0}}laakereissa autojen lämpötiloissa, mikä tekee luokan 1 houkuttelevan pohjan kiinnittimille, akun lämmönhallintalaitteille ja kaikille suolasuihkulle altistuville osille. Sama ominaisuus on tehnyt titaanilevylämmönvaihtimista ja ahtoilman jäähdyttimen komponenteista käyttökelpoisia raskaassa käytössä olevissa ja laivojen moottoreissa, joissa meriveden jäähdytyssilmukat hyökkäävät perinteisiin materiaaleihin. Pakokaasujen kierrätysjäähdyttimen komponentit, jotka näkevät hapanta lauhdetta kohtuullisessa lämpötilassa, ovat lisäsovellus, jossa titaani kestää kauemmin kuin ferriittinen ruostumaton teräs.

Valmistushuomautuksia autotyötä varten

Grade 1 muotoilee kuin pehmeä ruostumaton teräs, mutta käyttäytyy eri tavalla kolmessa suhteessa. Takaisinjousi taivutuksen jälkeen on suuri, koska kimmokerroin on vain noin 103 GPa, joten työkalut tarvitsevat ylitaivutuskompensaation. Lämmönjohtavuus on alhainen, noin 21 wattia kelvinmetriä kohti, mikä tarkoittaa, että laser- tai vastushitsaus keskittää lämpöä ja vaatii tiukempaa parametrien hallintaa kuin teräs. Eikä titaania voi hitsata ilmassa: suojakaasupeiton tulee ulottua hitsausaltaan taakse, kunnes metalli jäähtyy näkyvän hapettumisrajan alapuolelle, muuten liitos menettää sitkeyden. Nauha-, levy- ja levyspesifikaatioiden mukaan tilattujen ohutlevyosien osalta hehkutettu ja peitattu kunto on vakio, ja ostajien tulee ilmoittaa, vaaditaanko muotokappaleille taivutustestitodistus.

Usein kysytyt kysymykset

Q:Onko luokka 1 tarpeeksi vahva rakenteelliseen autotelineeseen?
V: Vain alhaiselle{0}}kuormitukselle. 138 MPa:n pienimmällä myötörajalla se ei voi korvata teräskannatinta samankaltaisessa-samankaltaisessa osassa- ilman merkittävää uudelleensuunnittelua. Luokka 1 ansaitsee paikkansa muotoutuneissa, alhaisissa-rasitus- ja korroosiolle{8}}alttuneissa osissa, joissa sitkeys ohjaa valmistusta.

Q:Kuinka paljon massaa titaaninen pakokaasu voi säästää ruostumattomaan teräkseen verrattuna?
V: Noin 40–45 prosenttia järjestelmän massasta samalla seinänpaksuudella ja jopa 50 prosenttia, kun seinää pienennetään titaanin korroosionsietokyvyn hyödyntämiseksi. Tarkka luku riippuu järjestelmän asettelusta ja valitusta seinämän paksuudesta.

Q:Tarvitseeko titaanipoistolaitteisto suojapinnoitteen?
V: Ei. Luonnollisesti muodostuva titaanidioksidikalvo on vakaa autojen lämpötila-alueella ja uudistuu välittömästi, jos se vaurioituu. Pinnoitetta käytetään vain kosmeettisista syistä tai vierekkäisten komponenttien lämpösuojana.

Q:Voidaanko Grade 1 ja Grade 2 osat hitsata toisiinsa?
V: Kyllä, ja liitos on metallurgisesti ehjä, koska molemmat lajikkeet ovat seostamatonta alfa-titaania. Täyteaineen valinnan tulee vastata alempaa lujuusluokkaa, ja hitsausmenetelmän tulee olla pätevä liitettävälle paksuusyhdistelmälle.

Q:Mikä korvaa luokan 1, jossa tarvitaan suurempaa voimaa?
V: Luokka 2 kohtalaiselle lujuudelle ja hyvälle muokattavuudelle ja Ti-6Al-4V, jossa vaaditaan karkaistua, lujaa komponenttia. Suorituskykyisten moottoreiden venttiili-, ohjaustanko- ja jousisovelluksissa käytetään alfa-beta-seosta mieluummin kuin mitä tahansa kaupallisesti puhdasta laatua.

Q:Miksi titaania ei käytetä runkopaneeleissa volyymituotannossa?
V: Kustannukset ja toimitusketjun kypsyys. Alumiini ja kehittyneet lujat{1}}teräkset tarjoavat riittävän jäykkyyden pienemmillä materiaalikustannuksilla, ja näiden materiaalien työkalut ja liitosinfrastruktuuri on jo asennettu. Titaani ajoneuvoissa on keskittynyt sinne, missä sen erityisominaisuudet ratkaisevat ongelman, jota mikään halvempi materiaali ei ratkaise.