ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग में ग्रेड 1 टाइटेनियम: जहां सॉफ्ट सीपी टाइटेनियम अपना स्थान अर्जित करता है

वाहन के द्रव्यमान में कमी ईंधन की खपत को कम करने और टेलपाइप उत्सर्जन को कम करने का सबसे सीधा मार्ग है, और टाइटेनियम वॉल्यूम उत्पादन के उपयोग में किसी भी धातु की तुलना में सबसे अच्छी ताकत {{0} से {{1} }वजन अनुपात रखता है, स्टील के लिए 7.85 और एल्यूमीनियम के लिए 2.70 के मुकाबले लगभग 4.51 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर की घनत्व पर। टाइटेनियम भी समान मात्रा के स्टील घटक की तुलना में लगभग 45 प्रतिशत हल्का है, और एल्यूमीनियम के विपरीत यह निकास तापमान पर उपयोगी ताकत बरकरार रखता है जहां एल्यूमीनियम लंबे समय से नरम हो गया होगा।

पकड़ हमेशा लागत रही है, यही कारण है कि ऑटोमोटिव टाइटेनियम की खपत सबसे पहले मोटरस्पोर्ट और उच्च प्रदर्शन वेरिएंट में केंद्रित हुई है। यह पैटर्न बदल रहा है क्योंकि तटीय और सर्दियों में निकास, हीट शील्ड और अंडरबॉडी जंग की समस्याएं {{2}नमक बाजार पारंपरिक सामग्रियों को उनकी सीमा तक धकेल देती हैं।

वाहनों में सबसे नरम ग्रेड अभी भी क्यों काम करता है?

ग्रेड 1 को स्ट्रिप, शीट और प्लेट विनिर्देश में अधिकतम ऑक्सीजन सामग्री 0.18 प्रतिशत, लोहा 0.20 प्रतिशत, नाइट्रोजन 0.03 प्रतिशत और हाइड्रोजन 0.015 प्रतिशत के साथ परिभाषित किया गया है। वे तंग अंतरालीय सीमाएं 240 एमपीए की न्यूनतम तन्यता ताकत, 138 एमपीए की न्यूनतम 0.2 प्रतिशत ऑफसेट उपज और 24 प्रतिशत की न्यूनतम बढ़ाव उत्पन्न करती हैं। कम उपज की ताकत को आम तौर पर संरचनात्मक डिजाइन में एक दायित्व के रूप में माना जाता है, लेकिन ऑटोमोटिव निकास और हीट शील्ड कार्य में यह एक परिसंपत्ति है, क्योंकि ये हिस्से गहरी ड्राइंग, मुद्रांकन, झुकने और ट्यूब विस्तार द्वारा बनते हैं, और फॉर्मिंग ऑपरेशन, न कि सर्विस लोड, यह तय करता है कि क्या हिस्सा बिल्कुल बनाया जा सकता है।

निकास और गर्म-अंत घटक

ग्रेड 1 ट्यूब और शीट एग्जॉस्ट हैंगर, हीट शील्ड, मफलर इंटरनल्स और आउटलेट सेक्शन में दिखाई देते हैं, जहां दीवार का तापमान घटक पर लगभग 500 से 600 डिग्री सेल्सियस से नीचे रहता है और जहां सामग्री को संरचनात्मक भार उठाने की आवश्यकता नहीं होती है। थर्मल विस्तार का आंकड़ा निर्णायक लाभ है: 8.6 भाग प्रति मिलियन प्रति केल्विन पर, एक टाइटेनियम हीट शील्ड समान तापमान वृद्धि पर एक स्टेनलेस स्टील की तुलना में लगभग आधा बढ़ता है, जो हर गर्मी चक्र के दौरान फास्टनरों और स्टैंडऑफ माउंट पर लागू तनाव को कम करता है। कंडेनसेट और सड़क नमक में संक्षारण प्रतिरोध कोटिंग की विफलता की समस्या को दूर करता है जिससे शीतकालीन सेवा में एल्युमिनाइज्ड स्टील शील्ड का जीवन छोटा हो जाता है।

निकास टयूबिंग के लिए जिसे फ़्लैंज में विस्तारित किया जाना चाहिए या जोड़ में घुमाया जाना चाहिए, ग्रेड 1 पूरी तरह से 24 प्रतिशत बढ़ाव के कारण मजबूत ग्रेड 2 की तुलना में बेहतर विकल्प है। ग्रेड 2 में लगभग 15 प्रतिशत से अधिक ट्यूब विस्तार अविश्वसनीय है, जबकि ग्रेड 1 ऑपरेशन को आराम से सहन करता है।

भराव तार, फास्टनरों और छोटे निर्मित हिस्से

निकास निर्माण के लिए टाइटेनियम वेल्डिंग तार की आपूर्ति व्यावसायिक रूप से शुद्ध ग्रेड में की जाती है, और ग्रेड 1 तार का उपयोग किया जाता है जहां वेल्ड जमा में अधिकतम लचीलापन चाहिए होता है। ग्रेड 1 शीट से छोटे स्टैम्प्ड ब्रैकेट, क्लैंप स्ट्रैप, गैसकेट कैरियर और सेंसर बॉस भी बनाए जाते हैं क्योंकि जब सामग्री डाई से नहीं लड़ती है तो गहरी ड्राइंग और सिक्का संचालन अधिक किफायती होता है। जहां एक घटक को फॉर्मेबिलिटी के बजाय ताकत की आवश्यकता होती है, अल्फा -बीटा मिश्र धातु Ti-6Al-4V तस्वीर में प्रवेश करती है, और यह वह मिश्र धातु है, ग्रेड 1 नहीं, जिसका उपयोग प्रदर्शन अनुप्रयोगों में वाल्व, कनेक्टिंग रॉड बोल्ट और सस्पेंशन स्प्रिंग्स के लिए किया जाता है।

वाहन प्रणालियों में संक्षारण शुल्क

ऑटोमोटिव तापमान पर क्लोराइड युक्त वातावरण में टाइटेनियम गड्ढे या दरार का संक्षारण नहीं करता है, जो ग्रेड 1 को अंडरबॉडी फास्टनरों, बैटरी पैक थर्मल प्रबंधन हार्डवेयर और नमक स्प्रे के संपर्क में आने वाले किसी भी घटक के लिए आकर्षक बनाता है। इसी संपत्ति ने टाइटेनियम प्लेट हीट एक्सचेंजर्स और चार्ज एयर कूलर घटकों को भारी शुल्क और समुद्री इंजनों में व्यवहार्य बना दिया है, जहां समुद्री जल शीतलन लूप पारंपरिक सामग्रियों पर हमला करते हैं। एग्जॉस्ट गैस रीसर्क्युलेशन कूलर घटक, जो मध्यम तापमान पर अम्लीय घनीभूत देखते हैं, एक और अनुप्रयोग है जहां टाइटेनियम फेरिटिक स्टेनलेस स्टील से अधिक रहता है।

ऑटोमोटिव कार्य के लिए निर्माण नोट्स

ग्रेड 1 नरम स्टेनलेस स्टील की तरह बनता है लेकिन तीन पहलुओं में अलग व्यवहार करता है। झुकने के बाद स्प्रिंगबैक अधिक होता है क्योंकि लोचदार मापांक केवल 103 GPa होता है, इसलिए टूलींग को ओवरबेंड मुआवजे की आवश्यकता होती है। तापीय चालकता लगभग 21 वाट प्रति मीटर केल्विन पर कम है, जिसका अर्थ है कि लेजर या प्रतिरोध वेल्डिंग गर्मी को केंद्रित करती है और स्टील की तुलना में सख्त पैरामीटर नियंत्रण की आवश्यकता होती है। और टाइटेनियम को हवा में वेल्ड नहीं किया जा सकता है: परिरक्षण गैस कवरेज को वेल्ड पूल के पीछे तब तक बढ़ाया जाना चाहिए जब तक कि धातु दृश्य ऑक्सीकरण सीमा से नीचे ठंडा न हो जाए, अन्यथा जोड़ लचीलापन खो देता है। स्ट्रिप, शीट और प्लेट विनिर्देश के अनुसार ऑर्डर किए गए शीट धातु भागों के लिए, एनील्ड और अचार की स्थिति मानक है, और खरीदारों को यह निर्दिष्ट करना चाहिए कि गठित भागों के लिए मोड़ परीक्षण प्रमाणपत्र की आवश्यकता है या नहीं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

Q:क्या ग्रेड 1 संरचनात्मक ऑटोमोटिव ब्रैकेट के लिए पर्याप्त मजबूत है?
उत्तर: केवल कम - लोड ब्रैकेटरी के लिए। 138 एमपीए की न्यूनतम उपज क्षमता पर यह महत्वपूर्ण रीडिज़ाइन के बिना समान अनुभाग पर स्टील ब्रैकेट को प्रतिस्थापित नहीं कर सकता है। ग्रेड 1 गठित, कम {{7}तनाव, संक्षारण {{8}उजागर भागों में अपना स्थान अर्जित करता है जहां लचीलापन निर्माण को नियंत्रित करता है।

Q:स्टेनलेस स्टील की तुलना में टाइटेनियम निकास कितना द्रव्यमान बचा सकता है?
ए: समान दीवार मोटाई पर सिस्टम द्रव्यमान का लगभग 40 से 45 प्रतिशत, और टाइटेनियम की संक्षारण सहनशीलता का लाभ उठाने के लिए दीवार कम होने पर 50 प्रतिशत तक। सटीक आंकड़ा सिस्टम लेआउट और चुनी गई दीवार की मोटाई पर निर्भर करता है।

Q:क्या टाइटेनियम एग्जॉस्ट हार्डवेयर को सुरक्षात्मक कोटिंग की आवश्यकता है?
उत्तर: नहीं। स्वाभाविक रूप से बनने वाली टाइटेनियम डाइऑक्साइड फिल्म ऑटोमोटिव तापमान सीमा में स्थिर होती है और क्षतिग्रस्त होने पर तुरंत सुधार करती है। कोटिंग का उपयोग केवल कॉस्मेटिक कारणों से या आसन्न घटकों पर थर्मल अवरोधक के रूप में किया जाता है।

Q:क्या ग्रेड 1 और ग्रेड 2 भागों को एक दूसरे से वेल्ड किया जा सकता है?
उत्तर: हां, और जोड़ धातुकर्म की दृष्टि से मजबूत है क्योंकि दोनों ग्रेड शुद्ध अल्फा टाइटेनियम हैं। भराव का चयन निम्न शक्ति ग्रेड से मेल खाना चाहिए, और वेल्डिंग प्रक्रिया को शामिल होने वाले मोटाई संयोजन के लिए योग्य होना चाहिए।

Q:जहां उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है वहां ग्रेड 1 का स्थान क्या लेता है?
ए: अच्छी फॉर्मेबिलिटी के साथ मध्यम ताकत के लिए ग्रेड 2, और टीआई - 6 एएल - 4 वी जहां कठोर, उच्च शक्ति वाले घटक की आवश्यकता होती है। प्रदर्शन इंजनों में वाल्व, कॉनरोड और स्प्रिंग अनुप्रयोग किसी भी व्यावसायिक रूप से शुद्ध ग्रेड के बजाय अल्फा-बीटा मिश्र धातु का उपयोग करते हैं।

Q:बड़े पैमाने पर उत्पादन में बॉडी पैनल के लिए टाइटेनियम का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है?
ए: लागत और आपूर्ति श्रृंखला परिपक्वता। एल्युमीनियम और उन्नत उच्च - शक्ति वाले स्टील कम सामग्री लागत पर पर्याप्त कठोरता प्रदान करते हैं, और उन सामग्रियों के लिए टूलींग और जुड़ने का बुनियादी ढांचा पहले से ही स्थापित है। वाहनों में टाइटेनियम केंद्रित है जहां इसके विशिष्ट गुण एक ऐसी समस्या का समाधान करते हैं जिसे कोई सस्ता सामग्री हल नहीं करता है।