隨著鈦材的普及,鈦制品的產(chǎn)品越來越受到人們的喜愛,鈦彈簧具有高彈性、高強(qiáng)度,高塑性,和鋼制彈簧相比有較好的抗疲勞性。
鈦合金具有較高的比強(qiáng)、 較低的彈性模量, 因此是一種理想的彈簧材料。 與鋼彈簧相比, 鈦彈簧具有重量輕、 體積小和共振頻率高等優(yōu)點(diǎn), 其密度和彈性模量只有鋼簧的一半, 而強(qiáng)度幾乎與鋼彈簧一樣。 由于具有這些特點(diǎn), 在實(shí)際應(yīng)用中可將鈦簧設(shè)計(jì)得比鋼簧直徑小、 圈數(shù)少。 就彈簧而言, 強(qiáng)度高是對材料最重要的性能要求, 所以高強(qiáng)度的β鈦合金, 如Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr和Timetal LCB (Ti-6.8Mo-4.5Fe-1.5Al) 合金是制造彈簧的最佳選擇。 將鈦彈簧 (Timetal LCB) 與鋼彈簧的各項(xiàng)特性做一比較列于表1。
由表可見, 一根鈦彈簧比相應(yīng)的鋼彈簧輕3.06 kg, 對汽車中的四根支撐彈簧來說, 可減輕重量12 kg左右。 用鈦彈簧代替鋼彈簧可以輕而易舉地解決長期以來一直困擾著設(shè)計(jì)者們的鋼制彈簧太長、 直徑太大的問題, 而且, 因?yàn)殁伜辖鹁哂袃?yōu)異的抗腐蝕性能, 所以, 可以取消涂層, 從而進(jìn)一步降低重量。 目前, 一些跑車中已經(jīng)使用了鈦彈簧。 例如, Timetal LCB彈簧已在Ford Simon & Simon賽車中使用兩年以上, 減輕重量36 kg左右。