Aliatges de titaniposseeixen una alta resistència (resistència a la tracció fins a 900-1200 MPa) i baixa densitat (aproximadament 4,5 g/cm³, només el 60% de la de l'acer), reduint significativament les forces inercials en les peces mòbils i millorant la velocitat de resposta del motor.
També presenten una excel·lent resistència a la corrosió i una alta{0}}estabilitat a la temperatura (temperatures de funcionament de fins a 400-500 graus ), cosa que els fa aptes per a condicions de funcionament dures del motor.
Els graus típics inclouen Ti-6Al-4V (Gr5) i Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, les propietats mecàniques dels quals es poden optimitzar encara més mitjançant tractament tèrmic.
Escenaris d'aplicació
Motors d'automoció{0}}alt rendiment: s'utilitzen en cotxes de carreres i supercotxes per reduir la càrrega del cigonyal i augmentar la velocitat màxima del motor (p. ex., els motors dels cotxes de carreres de F1 poden assolir velocitats de més de 15.000 rpm).
Motors aeroespacials: s'utilitzen en els sistemes de potència d'helicòpters, avions de combat, etc., per substituir les bielles d'acer, reduint el pes global i millorant l'eficiència del combustible.
Motocicletes-de gamma alta: s'utilitzen en motors de gran-cilindrada per reduir la vibració i millorar el rendiment de maneig.
Consideracions i reptes de disseny
1. Disseny de compensació de rigidesa
Com que el mòdul elàstic de l'aliatge de titani és aproximadament la meitat del de l'acer, es necessiten augments de gruix locals per compensar la diferència de rigidesa en comparació amb les bielles d'acer.
2. Factors de cost
Alts costos de matèries primeres: les matèries primeres de titani són diverses vegades més cares que l'acer.
Costos de processament elevats: desgast important de les eines, la velocitat de processament és un 60-80% més baixa que l'acer.
El preu de les bielles d'aliatge de titani és aproximadament 4-5 vegades superior al de les bielles d'acer per a cotxes de carreres.
3. Progrés de la producció en massa
La reducció de costos es pot aconseguir mitjançant:
Ús d'elements d'aliatge econòmics per substituir els de cars.
Optimització dels processos de treball en calent (p. ex., bobines-laminades en calent).
Millora de la mecanització (per exemple, Ti-5Al-1Fe).
Utilitzant processos eficients com la separació de fractures.
En resum, les bielles d'aliatge de titani són components clau per aconseguir un pes lleuger en motors{0}}d'alt rendiment. El seu valor fonamental rau en: una reducció de pes extrema (30-40%), reduint significativament la massa inercial recíproca; excel·lent resistència a la fatiga, adaptant-se a la càrrega cíclica-d'alta velocitat; i bona resistència a la corrosió, allargant la vida útil. Malgrat el seu cost més elevat, amb el desenvolupament d'aliatges de titani de baix cost (com ara les sèries Ti{-5Al-1Fe i Super-TIX™) i tecnologies de processament eficients, les bielles d'aliatge de titani s'estan expandint des de cotxes de carreres i motocicletes de gamma alta fins a una gamma més àmplia de vehicles de producció en sèrie. Encara hi ha espai continu per al desenvolupament tecnològic per millorar el mòdul d'elasticitat i reduir encara més els costos de fabricació.
Correu electrònic{0}:garychen3215@hotmail.com
Adreça: No.35, Baoti Rd, ciutat de Baoji, província de Shaanxi, Xina
Contacte: Sr. Gary Chen
Telèfon: +86-917-8883215
Mòbil/WhatsApp: +86 13092900605
