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、髙彈性等性能優(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,提髙汽車安全性和舒適度,是實(shí)現(xiàn)汽車輕童化的理想材料。早在20多年前,賽車發(fā)動機(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,同時可通過加人Nb和Si提高抗氧化性、抗蠕變性,在500X: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汽車上V12發(fā)動機(jī)采用了鈦合金制的發(fā)動機(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%,同時加強(qiáng)了加速能力和具有較短的制動距離。
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非常具有吸引力的潛在的龐大市場。
磁懸浮列車是一種利用磁極排斥力和吸引力運(yùn)行的高科技交通工具。簡單地說,排斥力使列車懸起來,吸引力讓列車開動。磁懸浮列車上裝有超導(dǎo)磁鐵,鈮鈦合金是制作超導(dǎo)磁鐵的主要材料。
1979年12月,日本國鐵成功地試驗(yàn)了時速512km的世界高速的懸浮高速列車,在2003年末達(dá)到世界最高速度581km/h。在實(shí)用化開始之際,東京到大阪之間運(yùn)行時間在一個小時之內(nèi)。超導(dǎo)磁懸浮超髙速列車的底部與飛機(jī)的起落架相似,要求輕量、高強(qiáng)度,所以采用了鈦合金的零部件。這種磁懸浮列車有下述特征:①懸浮高度達(dá)100mm以上,因而容易保證與地面間距離的精度,也容易維護(hù)管理;②不需要支持及索引的電力,節(jié)能;③沒有噪聲、振動和空氣污染,因此公害很小。
20世紀(jì)90年代美國Ml主戰(zhàn)坦克和M2戰(zhàn)車大量用鈦合金代替乳制均質(zhì)裝甲鋼(RHA)。在MlA2主戰(zhàn)坦克上共改進(jìn)7個部件:回轉(zhuǎn)炮塔板;核戰(zhàn)、生物和化學(xué)武器對抗系統(tǒng)護(hù)蓋;炮手主瞄準(zhǔn)具罩》發(fā)動機(jī)頂蓋,炮塔樞軸架;指揮艙蓋和車長熱成像觀察儀罩。整輛坦克用裝甲鋼時質(zhì)量為1591kg,改用鈦合金部件后為1116kg,減輕475kg。在M2戰(zhàn)車上鈦主要用于指揮艙蓋和頂部攻擊裝甲的改進(jìn)?,F(xiàn)在已用Ti-6A1-4V合金代替原來的鍛造鋁合金。指揮艙蓋要用100-127mm厚的鈦板加工而成,1997年第一批改裝了580輛。戰(zhàn)車改裝頂部攻擊裝甲用80mm厚的鈦板,改用鈦合金材料后減輕35%。美國陸軍首次戰(zhàn)車改進(jìn),應(yīng)用低成本電子束冷床爐熔煉Ti-6A1-4V鈦合金的部件,此外還開發(fā)了低成本的鈦合金Ti-6A1-1.7Fe-0.ISi(Timetal62S),美國20世紀(jì)50年代開始進(jìn)行了一系列試驗(yàn)和研制,為了減輕裝甲車的質(zhì)量,提高機(jī)動性和抗彈性能,美國水城兵工廠針對鈦合金的抗槍彈和穿甲彈性能及焊接工藝進(jìn)行了試驗(yàn),確定鈦合金是一種良好的裝甲材料。為了得到與鋼相同的防彈性能,鈦裝甲要比鋼裝甲厚25%,但相應(yīng)的鈦裝甲的質(zhì)量要比鋼輕25%。
此外,還用鈦合金制造坦克的其他零件如主動軸、懸掛臂、拖桿、扭力軸、前輪輻等,用這些零件組裝的坦克減輕了重量。用Ti-4Al-4Mn鈦合金制造的坦克主動軸已經(jīng)進(jìn)行了9654km的跑車試驗(yàn),包括制動試驗(yàn),情況良好。用Ti-6A1-4V鈦合金鍛造的T109型坦克鈦合金履帶,包括履帶板、中心導(dǎo)塊、中心導(dǎo)塊的邊和鏈等。鈦合金履帶板和橡膠的粘接性能比鋼的好,而質(zhì)量比鋼制的輕40%。