自転車用チタン合金
チタン自転車軽量、高強度、耐食性、耐疲労性に優れているという利点があります。 -1980年代半ば以降、チタン製の自転車が開発され、チタン素材の応用が促進されました。-1980 たとえば、米国で Ti3Al-2.5V パイプを製造している ANCOTECH と HAYNES INTERNATIONAL の 3 社、そして SANDVIK SPECIAL METALS は自転車業界に目を向けています。
Ti-3Al-2.5V および Ti-6Al-4V は、自転車のフレームに使用される最も一般的なチタン合金で、さまざまな材料が選択されています。 他のチタン合金と比較して、Ti-3Al-2.5V は、高い降伏強度、優れた加工可塑性、優れた溶接性能という最大の利点がありますが、その欠点は価格が高いことです。 航空機の油圧システム用に開発されていますが、成形性、耐食性、伸び、高い疲労強度、および低密度により、材料特性に対する自転車市場の要件を満たしています。
ここ数年、産業用の純チタン製アームと非航空 Ti-3Al-2.5V (スポーツ グレード) チタン合金で作られたフレームが非常に人気があります。 Ti-6AL-4V は、優れた包括的な機械的特性と最も完全な性能データを備えた、最も成熟したチタン合金材料です。 加工塑性、超塑性に優れ、各種加圧加工、成形に適しています。 また、さまざまな方法で溶接および機械加工できますが、成形性、溶接性、機械加工性は前者に劣ります。Ti-6Al-4V は、フレームを作るのにも魅力的です。 その弾性率と強度はTi-3AL-2.5Vよりもわずかに高いですが、自転車のフレームの小径パイプに加工するのは困難です。 フレームに接続されているクランクシャフト ポジショナー、ペダル、ハンドルバー、およびその他の自転車部品は、ほとんどが Ti-6Al-4V でできています。
チタン合金の製錬コストが高く、モリブデン、バナジウム、クロム、ニオブなどの高価な元素の含有量が高いため、製品価格は高くなります。 また、チタン合金の活性な化学的性質により、押出、曲げ、溶接などの塑性加工は水素や酸素を吸収しやすく、製品の性能を低下させ、成形性、溶接性、機械加工性も劣ります。これにより、プロセスコストが大幅に増加し、チタン合金フレームの人気が制限されます. 現在、一部の外国材料メーカーは、低コストで加工が容易な新しいチタン合金材料の開発に取り組んでいます。
レース用チタン合金（四輪・二輪）
チタンは自動車の構造部品に最適な素材です。 コネクティングロッド、バルブ、サイレンサー、排気管、ハブ、およびその他の部品は、チタン合金での製造に適しています。 例えば、米国ゼネラルモーターズ社が発売したコリエテ Z06 モデルのマフラーはチタンサイレンサーを使用し、ドイツフォルクスワーゲンのルポ FSI モデルはチタンスプリングを使用し、日本車のチタン消費量は 200 ～ 300 トンのレベルに達しています。 /a.過去には、世界中で年間 6,000 万台の自動車が生産されていました。 車の 50% がそれぞれ 1kg のチタン素材を使用した場合、世界のチタン素材の需要は 60% 以上増加します。 20 年前には、レーシング エンジンはチタン製バルブとチタン製コネクティング ロッドの重量を削減していました。
レーシングエンジンのコネクティングロッドは、強い衝撃と高い動応力を負荷する負荷部品であるため、軽量化することでトルクや出力を低減し、ダイナミックバランスの影響を改善し、走行音や振動、燃費を低減することができます。 一般的に使用される熱間鍛造プロセスに加えて、粉末冶金（鍛造）によって作られたチタン合金のコンロッドは、高い材料利用率、優れた性能、クリーンな機械加工、およびコンロッド品質の変動を備えた高度な製造技術です。 現在、海外のコネクティングロッドの粉末鍛造技術は成熟しています。 1995年、イギリスのブリッジフット エンジン ファクトリーで製造されたジャガー エンジン AJ-8V の粉末鍛造コネクティング ロッドは、わずか 605g の品質でした。通常の型鍛造品と比較すると、材料利用率は 48.3% から 95.9% に増加しました。
