Titanové slitinyVyznačují se vysokou pevností (pevnost v tahu až 900-1200 MPa) a nízkou hustotou (přibližně 4,5 g/cm³, pouze 60 % oproti oceli), výrazně snižující setrvačné síly v pohyblivých částech a zlepšující rychlost odezvy motoru.
Vykazují také vynikající odolnost proti korozi a vysokou-stabilitu teplot (provozní teploty až 400–500 stupňů ), díky čemuž jsou vhodné pro drsné provozní podmínky motoru.
Mezi typické druhy patří Ti-6Al-4V (Gr5) a Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, jejichž mechanické vlastnosti lze dále optimalizovat tepelným zpracováním.
Aplikační scénáře
Vysoce{0}}výkonné automobilové motory: Používají se v závodních autech a superautech ke snížení zatížení klikového hřídele a zvýšení maximálních otáček motoru (např. motory závodních vozů F1 mohou dosáhnout rychlosti přes 15 000 ot./min.).
Letecké motory: Používají se v energetických systémech vrtulníků, stíhaček atd., aby nahradily ocelové ojnice, snížily celkovou hmotnost a zlepšily spotřebu paliva.
Motocykly vyšší{0}}třídy: Používají se ve velkoobjemových motorech-pro snížení vibrací a zlepšení jízdních vlastností.
Úvahy o designu a výzvy
1. Návrh kompenzace tuhosti
Vzhledem k tomu, že modul pružnosti titanové slitiny je přibližně poloviční než modul pružnosti oceli, je zapotřebí místní zvýšení tloušťky, aby se kompenzoval rozdíl v tuhosti ve srovnání s ocelovými ojnicemi.
2. Nákladové faktory
Vysoké náklady na suroviny: Titanové suroviny jsou několikanásobně dražší než ocel.
Vysoké náklady na zpracování: Značné opotřebení nástroje, rychlost zpracování je o 60-80 % nižší než u oceli.
Cena spojovacích tyčí z titanové slitiny je přibližně 4-5krát vyšší než cena spojovacích tyčí ocelových závodních vozů.
3. Pokrok hromadné výroby
Snížení nákladů lze dosáhnout pomocí:
Použití levných legujících prvků k nahrazení drahých.
Optimalizace pracovních procesů za tepla (např. svitky válcované za tepla-).
Zlepšení obrobitelnosti (např. Ti-5Al-1Fe).
Použití účinných procesů, jako je separace lomů.
Stručně řečeno, ojnice z titanové slitiny jsou klíčovými součástmi pro dosažení nízké hmotnosti u vysoce-výkonných motorů. Jejich hlavní hodnota spočívá v: extrémním snížení hmotnosti (30-40 %), výrazném snížení vratné setrvačné hmoty; vynikající odolnost proti únavě, přizpůsobení se vysokorychlostnímu-cyklickému zatížení; a dobrá odolnost proti korozi, prodlužující životnost. Navzdory vyšší ceně, s vývojem levných-titanových slitin (jako jsou řady Ti-5Al-1Fe a Super-TIX™) a účinnými technologiemi zpracování se ojnice z titanové slitiny rozšiřují ze závodních automobilů a špičkových motocyklů do širší řady sériově vyráběných vozidel. Stále existuje nepřetržitý prostor pro technologický vývoj ve zlepšování modulu pružnosti a dalším snižování výrobních nákladů.
E-e-mail:garychen3215@hotmail.com
Adresa: č.35, Baoti Rd, město Baoji, provincie Shaanxi, Čína
Kontakt: pan Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Mobil/WhatsApp: +86 13092900605
