Aplikasi Inovatif Aloi Titanium dalam Peredam Automotif

1. Keadaan Kerja Melampau Cabaran Peredam Automotif:Sistem ekzos automotif perlu menahan suhu 700-800 darjah (jauh melebihi suhu ekzos motosikal), dan pada masa yang sama, ia terdedah kepada hakisan komponen menghakis dalam gas ekzos (seperti SO₂, NOx). Bahan tradisional mempunyai had berikut: 1. Titanium tulen (JIS gred 2): Ia terdedah untuk membentuk lapisan keras dan rapuh teroksida pada suhu tinggi, mengakibatkan pengelupasan permukaan dan penurunan kekuatan keletihan. Eksperimen menunjukkan bahawa selepas titanium tulen didedahkan secara berterusan kepada 800 darjah selama 200 jam, ketebalan lapisan oksida meningkat sebanyak 15μm dan kekuatan lentur berkurangan sebanyak 40%. 2. Keluli tahan karat: Ia mempunyai rintangan kakisan yang tidak mencukupi dan terdedah kepada kebocoran akibat penumpahan skala oksida selepas penggunaan jangka panjang- Dalam persekitaran ekzos yang disimulasikan, muffler keluli tahan karat menghasilkan penembusan kakisan selepas hanya 500 jam beroperasi. 3. Aloi titanium awal (seperti prototaip Ti-1.5Al) : Walaupun ia meningkatkan rintangan pengoksidaan, kekuatan suhu tingginya tidak mencukupi, menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan pembentukan struktur kompleks peredam. Pada 400 darjah, kekuatan tegangannya hanya 550MPa, yang merupakan peningkatan terhad berbanding titanium tulen. Percanggahan utama: Ia adalah perlu untuk mencapai rintangan pengoksidaan suhu tinggi secara serentak, kekuatan tinggi dan kemuluran yang baik untuk mengatasi persekitaran melampau di hilir paip tengah peredam (700-800 darjah ).

ii. Aloi Titanium Ti-1.5Al:Kejayaan Teknologi dan Pengesahan Prestasi Untuk menangani cabaran yang dinyatakan di atas, industri telah membangunkan aloi titanium Ti-1.5Al yang dipertingkatkan. Melalui pengoptimuman komposisi dan kawalan proses, prestasinya telah dipertingkatkan dengan ketara. 1. Reka bentuk komponen dan mekanisme antioksidan: Peraturan unsur Al: 1.5%Al ditambah untuk membentuk filem pelindung Al₂O₃ padat, yang menghalang resapan oksigen ke dalam substrat titanium. Data percubaan menunjukkan bahawa kadar pengoksidaan Ti-1.5Al yang dipertingkatkan pada 800 darjah adalah 60% lebih rendah daripada titanium tulen, dan kadar pengelupasan lapisan oksida menurun daripada 15μm/j kepada 2μm/j. Sinergi unsur surih: Memperkenalkan 0.1%Y (yttrium) untuk menapis bijirin dan mencegah kemerosotan sempadan bijian yang disebabkan oleh pengoksidaan. Penambahan unsur Y telah meningkatkan pemanjangan bahan selepas patah daripada 12% kepada 15%, memenuhi keperluan pembentukan setem peredam. Proses Rawatan Haba: Rawatan Penyelesaian+Penuaan (STA) diterima pakai. Selepas menahan pada 550 darjah selama 4 jam, penyejukan udara dijalankan untuk mengubah fasa sepenuhnya dan mencapai keseimbangan antara kekuatan dan keplastikan. 2. Tinggi-perbandingan prestasi suhu: Di bawah keadaan kerja 400 darjah , kekuatan lenturan Ti yang dipertingkatkan-1.5Al mencapai 480MPa, iaitu tiga kali ganda titanium tulen. Kekuatan tegangan mencapai 550MPa, iaitu dua kali ganda daripada titanium tulen. Dalam ujian berbasikal suhu tinggi pada 800 darjah, kadar pengecilan kekuatannya adalah kurang daripada 5%, manakala titanium tulen melebihi 20%. 3. Kebolehprosesan dan kebolehpercayaan Kebolehbentukan: Ti-1.5Al yang dipertingkatkan mempunyai kemuluran yang baik (pemanjangan selepas patah Lebih besar daripada atau sama dengan 15%), yang menyokong proses setem, setem dan lain-lain yang kompleks. kadar adalah 25% lebih tinggi daripada aloi titanium awal. Kestabilan terma: Selepas 1000 jam ujian berbasikal suhu tinggi (700-800 darjah ), tiada keretakan pada permukaan bahan, dan ketebalan lapisan oksida hanya meningkat sebanyak 8μm. Pensijilan antarabangsa: Pada tahun 2009, ia lulus pendaftaran standard ASTM dan memperoleh permit akses pasaran dari lima negara termasuk Amerika Syarikat, United Kingdom dan Jerman, menjadi aloi titanium tahan suhu tinggi pertama yang diterima pakai secara pukal oleh pembuat kereta arus perdana.