الخواص الميكانيكية لسبائك التيتانيوم
تتميز سبائك التيتانيوم بمزايا الوزن الخفيف، والقوة المحددة العالية، ومقاومة التآكل الجيدة، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في صناعة السيارات، وتطبيق سبائك التيتانيوم هو نظام محرك السيارات الأكثر. هناك العديد من المزايا لصنع أجزاء المحرك من سبائك التيتانيوم. يمكن للكثافة المنخفضة لسبائك التيتانيوم أن تقلل من كتلة القصور الذاتي للأجزاء المتحركة، ويمكن أن يزيد زنبرك صمام التيتانيوم من الاهتزاز الحر، ويقلل من اهتزاز الجسم، ويحسن سرعة المحرك وقدرة الإخراج.
تقليل كتلة القصور الذاتي للأجزاء المتحركة، وذلك لتقليل قوة الاحتكاك وتحسين كفاءة استهلاك الوقود للمحرك. يمكن أن يؤدي اختيار سبائك التيتانيوم إلى تقليل إجهاد الحمل للأجزاء ذات الصلة، وتقليل حجم الأجزاء، وذلك لتقليل كتلة المحرك والمركبة بأكملها. يؤدي تقليل كتلة القصور الذاتي للمكونات إلى تقليل الاهتزاز والضوضاء وتحسين أداء المحرك.
يمكن أن يؤدي تطبيق سبائك التيتانيوم في أجزاء أخرى إلى تحسين راحة الموظفين وجمال السيارات. في تطبيقات صناعة السيارات، لعبت سبائك التيتانيوم دورًا لا يقدر بثمن في توفير الطاقة وخفض الاستهلاك. على الرغم من هذه الخصائص المتفوقة، لا تزال أجزاء وسبائك التيتانيوم بعيدة عن الاستخدام على نطاق واسع في صناعة السيارات بسبب مشاكل مثل السعر المرتفع وضعف القابلية للتشكيل وضعف أداء اللحام.
مع تطور تكنولوجيا التشكيل شبه الصافي لسبائك التيتانيوم وتكنولوجيا اللحام الحديثة مثل اللحام بشعاع الإلكترون واللحام بقوس البلازما واللحام بالليزر في السنوات الأخيرة، لم تعد مشاكل التشكيل واللحام لسبائك التيتانيوم هي العوامل الرئيسية التي تقيد تطبيق سبائك التيتانيوم. السبب الأكثر أهمية الذي يعيق التطبيق العالمي لسبائك التيتانيوم في صناعة السيارات هو التكلفة العالية.
سعر سبائك التيتانيوم أعلى بكثير من أسعار المعادن الأخرى، سواء في الصهر الأولي أو المعالجة اللاحقة للمعدن. تتراوح تكلفة أجزاء التيتانيوم المقبولة لصناعة السيارات بين 8 إلى 13 دولارًا أمريكيًا للكيلوجرام لقضبان التوصيل، و13 إلى 20 دولارًا أمريكيًا للكيلوجرام للصمامات، وأقل من 8 دولارات للكيلوجرام للينابيع وأنظمة عادم المحرك والمثبتات. في الوقت الحاضر، تكلفة الأجزاء المنتجة من التيتانيوم أعلى بكثير من هذه الأسعار. تكلفة إنتاج صفائح التيتانيوم أعلى في الغالب من 33 دولارًا للكيلوغرام، أي 6 إلى 15 ضعف تكلفة صفائح الألمنيوم و45 إلى 83 ضعف تكلفة صفائح الفولاذ.