티타늄 합금은 높은 비강도로 인해 자동차 제조에서 중요한 역할을 하며, 이는 자동차의 성능과 경제성을 향상시킨다.
(1) 밸브: 티타늄 합금 밸브는 가벼운 무게와 높은 강도 특성 덕분에 자동차 엔진에서 널리 사용된다. 예를 들어, 미국에서는 일반적으로 Ti-6Al-4V 합금을 흡기 밸브 제조에 사용하고, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo 합금을 배기 밸브 제조에 사용한다. 일본의 도요타(Toyota)사는 Ti-6Al-4V/TiB 합금을 흡기 밸브 제작에, Ti Al Zr Sn Mo Nb Si/TiB 합금을 배기 밸브 제작에 사용한다.
(2) 커넥팅로드: 티타늄 합금 커넥팅로드는 엔진의 무게를 효과적으로 줄여 자동차의 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 일본의 혼다(Honda) 모터 회사는 NSX 레이싱 V-6 엔진에 단조 티타늄 커넥팅로드를 사용하였다.
(3) 크랭크축: 티타늄 합금이 크랭크축에 적용되는 비율은 현재로서는 비교적 낮지만, 일본에서는 특수하게 개발된 Ti-3Al-2.5V 합금을 혼다 레이싱카에 적용하여 검증한 결과, 티타늄 합금이 질량을 효과적으로 줄이고 엔진 회전 속도를 향상시킬 수 있음을 보여주었다.
배기 시스템: 티타늄 합금은 배기 시스템에서 주로 경량성과 내식성 측면에서 그 장점을 나타낸다. 예를 들어, 새로운 쉐보레 코벳 Z206 차량에 사용된 티타늄 리턴 파이프는 스테인리스강 파이프에서 발생하는 피팅 및 용접 부위의 부식 문제를 방지할 뿐만 아니라 연료 연소 효율과 가속 성능도 향상시킨다. 일본의 혼다를 포함한 네 개 기업은 대형차 및 일부 중형차에 티타늄 소재의 머플러를 도입한 바 있다.
진동 감쇠 시스템: 티타늄 합금 스프링은 경량성, 우수한 내식성 및 낮은 전단 계수 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 독일 폭스바겐은 일부 자동차에 Lupo FSI 티타늄 합금 기어 스프링을 이미 사용하고 있습니다. 티타늄 합금 스프링은 강철 스프링 대비 무게를 60% 이상 줄일 수 있으며, 스프링의 공진 주파수와 수명을 효과적으로 개선할 수 있습니다.
차체 프레임: 티타늄 합금은 높은 강도와 낮은 밀도 특성으로 인해 차체 프레임 제조에 사용됩니다. 예를 들어, 일본 자동차 제조사들은 순수 티타늄 용접 튜브를 이용해 프레임을 제작하며, 이는 충분한 안전성을 제공할 수 있습니다. 티타늄 합금 차체 프레임은 높은 강도와 우수한 인성뿐만 아니라 뛰어난 내식성도 갖추고 있습니다.
고정장치: 티타늄 합금 볼트 및 체결 부품은 경량성과 고강도 특성 덕분에 기존의 강철 볼트 및 체결 부품을 대체하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 분말야금 기술로 제조된 Ti-6Al-4V 자동차 체결 부품은 무게를 효과적으로 줄일 수 있습니다.
(1)터보차저: 티타늄 합금으로 만든 터보차저 로터는 850°C 이상의 고온 배기가스 환경에서 장시간 작동하더라도 큰 성능 저하 없이 사용할 수 있습니다.
(2)밸브 시트: 티타늄 합금 밸브 시트는 레이싱카 및 스포츠카에 널리 사용되며, 주로 Ti-6Al-4V 또는 Ti-5Al-2Cr-1Fe 합금으로 제작됩니다.
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