目前，汽車中使用的金屬材料主要有鋼材、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金等，但由于鋁和不銹鋼在近 200℃即失去了原有的力學(xué)性能，而鈦合金在500℃左右仍能保持良好的力學(xué)性能，在汽車用輕質(zhì)金屬材料中，鈦的強(qiáng)度大大高于其他材料，而鈦合金可以達(dá)到與合金鋼相當(dāng)?shù)母邚?qiáng)度，因此一直受到汽車工業(yè)的極大關(guān)注。特別是在一些惡劣的工作環(huán)境下，鈦合金具有優(yōu)異的耐蝕性能，可以滿足使用要求。鈦合金將是替代鋼鐵的輕量化和高性能的材料，尤其是在汽車材料向輕量化、節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展的今天，鈦無疑是最具有潛質(zhì)的汽車用材料。

1.汽車用鈦的優(yōu)缺點(diǎn)

鈦材用作多種汽車零部件，其主要優(yōu)勢(shì)如下。

密度低 不僅可以減輕整車重量，而且對(duì)高速的運(yùn)動(dòng)部件，可減小運(yùn)動(dòng)慣量。

比強(qiáng)度高 在各種金屬材料中，鈦的比強(qiáng)度幾乎是最高的，可做承重部件。

彈性模量小 僅為鋼的50%，且疲勞強(qiáng)度大，適合做彈簧。

耐熱性好 可在200~650℃下長時(shí)間工作，適合做高溫部件。

熱膨脹系數(shù)小 是不銹鋼、鋁材的50%，適合做發(fā)動(dòng)機(jī)氣門等部件。

耐蝕性好 優(yōu)于鋁、鎂及不銹鋼，可抗大氣、雨水、防凍路面濕氣及含硫化氫高溫廢氣的腐蝕，適合做尾噴管等工沉環(huán)境較惡劣的部件。

抗凍性好 在一100℃的環(huán)境中，也不會(huì)產(chǎn)生低溫脆性。

成形性好 可通過沖壓、熱鍛、粉末冶金、精密鑄造等方法制備各種形狀的零部件。

裝飾性好 通過氧化處理，可形成色彩鮮艷的各種裝飾材料。

汽車用鈦缺點(diǎn)在于，一般情況下，汽車所使用的鈦的耐磨性不好、彈性低于鋼材，難以進(jìn)行機(jī)械加工。而真正妨礙鈦在汽車上應(yīng)用的因素是鈦的高成本，這是由鈦的原材料、熔煉、加工工藝的復(fù)雜性決定的。

2.鈦在汽車中的應(yīng)用

由于鈦是一種輕質(zhì)高強(qiáng)、耐蝕性好、高低溫寬適應(yīng)范圍、高彈性等性能優(yōu)良的材料，應(yīng)用于汽車上可起到減重、節(jié)能、減振、降噪、減污、延壽，提高汽車安全性和舒適度，是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的理想材料。早在20多年前，賽車發(fā)動(dòng)機(jī)就使用鈦閥和鈦連桿以減輕重量，從而降低轉(zhuǎn)矩和功率輸出，改善了有關(guān)部件偏轉(zhuǎn)等性能，同時(shí)可通過加入Nb和Si提高抗氧化性、抗蠕變性，在500℃左右的條件下其強(qiáng)度高于常用合金，在意大利的法拉利超級(jí)汽車上V12發(fā)動(dòng)機(jī)采用了鈦合金制的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿，使其速度在3.9s內(nèi)可達(dá)100km/h。排氣系統(tǒng)使用鈦，可避免含硫的排放廢氣的腐蝕，而重量只有傳統(tǒng)材料的60%，同時(shí)加強(qiáng)了加速能力和具有較短的制動(dòng)距離。

研究表明，鈦及鈦合金的應(yīng)用有利于減輕汽車重量，降低摩擦損失和空氣阻力，改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀態(tài)，提高性能，從而節(jié)油2%~3%，降低噪聲5%~10%。目前汽車零件中已被認(rèn)定可用鈦替代的鐵基零件主要有:發(fā)動(dòng)機(jī)中的吸氣連桿、軸、閥彈簧、擋圈等;排放系統(tǒng)中的吸氣閥和排氣閥等，這些零件比傳統(tǒng)鐵基零件重量減輕30%~70%。現(xiàn)在鈦零件在汽車上的應(yīng)用領(lǐng)域正日益擴(kuò)大，可見汽車用鈦是一個(gè)非常具有吸引力的潛在的龐大市場(chǎng)。

3.鈦在摩托車上的應(yīng)用

鈦在摩托車上主要用于排氣管、消音器、套筒、懸掛彈簧、鏈輪、傳動(dòng)鏈條及螺釘?shù)取?

日本本田公司的摩托車用鈦零件研究始于1955年賽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用的Ti-4AI-4Mn吸排氣閥。1962年對(duì)RC112賽車用鈦制連桿、閥彈簧護(hù)簡、挺桿、凸輪傳動(dòng)件等進(jìn)行了研究，但一部分沒有達(dá)到實(shí)用。1987年Ti-6A1-4V發(fā)動(dòng)機(jī)連桿最先用于VFR750R型普通二輪摩托車上。1997年鈦制消音器首次出現(xiàn)在售后服務(wù)市場(chǎng)上，此后各種鈦制零部件就被廣泛應(yīng)用到摩托車上。普通摩托車車體部件的排氣管和消音器是車體的大型構(gòu)件，材料使用量多，與發(fā)動(dòng)機(jī)零件相比，更要求低成本化。

4.鈦在自行車上的應(yīng)用

鈦?zhàn)钤缬?/span>20世紀(jì)80年代中期開始在自行車上應(yīng)用，車架主要由工業(yè)純鈦、Ti-6A1-4V、Ti-3A1-2.5V合金管材加工而成。美國Litespeed公司生產(chǎn)鈦車架平均重量為1.5kg。意大利 Campagnolo 公司利用鈦及鈦合金制造競(jìng)賽用自行車的多種零部件，包括:封裝變速機(jī)用銷、左旋螺母、無銷曲柄軸、前后輪轂軸、左右腳蹬軸等。近年來，鈦?zhàn)孕熊囋谖覈〉昧撕芸斓陌l(fā)展。

2004年“捷安特杯”全國自行車BMX冠軍賽上所使用的鈦合金自行車，可以承受從幾米高的地方摔下的沖力。我國是一個(gè)自行車的王國，各種自行車產(chǎn)量超過1億輛。隨著鈦技術(shù)的進(jìn)步和鈦材成本的降低，鈦在自行車上的應(yīng)用將有廣闊的市場(chǎng)。