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얇은 벽 티타늄 자동차 튜브 무게 절감

자동차 질량 감소는 한 가지 문제가 아니라 두 가지입니다. 드라이브 샤프트 또는 서브프레임 부재와 같이 강성 제한이 있는 부품은 섹션을 재설계하지 않으면 더 낮은 밀도의 금속으로 변경해도 가벼워지지 않습니다. 강성은 탄성 계수와 함께 떨어지고 벽은 이를 복구하기 위해 늘어나야 하기 때문입니다. 브래킷, 행어 또는 압력 라인과 같이 강도 제한이 있는 부품은 단위 질량당 항복 강도가 벽을 설정하기 때문에 무게가 줄어듭니다. 티타늄 튜브는 두 번째 경우에 명확하게 승리하며 첫 번째 경우에도 재설계 후에만 승리합니다. 이 페이지는 두 경우 모두에 대한 수치를 제시하여 선택이 가볍다는 단어보다는 산술에 기반하도록 합니다.

자동차 튜브 데이터

강철과 비교한 질량 및 강성

밀도, g/cm34.517.85탄성 계수, GPa110207항복 강도, MPa275235밀도당 계수, GPa/g/cm324.426.4밀도당 항복, kN m/kg6130질량 지수, 강성 제한1.081.00질량 지수, 강도 제한0.491.00

마지막 두 행을 함께 읽으십시오. 1.5mm 강철 튜브의 굽힘 강성을 티타늄으로 맞추려면 벽이 약 2.8mm로 올라가야 합니다. 207을 110으로 나누면 1.88이 되기 때문입니다. 이 보정 후 티타늄 부품은 강철 부품보다 약 8% 더 무겁습니다. 이것이 티타늄 드라이브 샤프트가 단순한 재료 대체가 아닌 이유입니다. 더 큰 직경, 더 얇은 벽 디자인으로 금속이 중립 축에서 더 멀리 떨어지게 됩니다. 벽이 강도로 설정되는 경우, 동일한 50.8 x 1.5mm 튜브는 티타늄으로 미터당 1.048kg, 강철로 1.824kg으로 약 42% 절감되며 여전히 더 높은 파열 압력을 견딜 수 있습니다.

얇은 벽 용접이 차량 부품에 적합한 이유

50mm 튜브의 1.0mm 벽은 관통 빌릿이 아닌 스트립으로 만들어집니다. 스트립은 일련의 롤을 통해 형성되고 아르곤 하에서 필러 없이 용접되며, 비드는 안팎으로 스카프되고, 튜브는 인라인으로 어닐링된 다음 터크 헤드를 통해 사이즈 조정되어 직경과 원형도를 다시 가져옵니다. 이 경로는 동일한 크기의 심리스 튜브가 경제적으로 맞출 수 없는 벽 허용 오차를 제공하며, 튜브가 나중에 구부러질 때 중요한 동심 보어를 제공합니다. 공정의 한계는 용접입니다. 비드가 돌출되어 있거나 열 변색이 제거되지 않으면 서비스 중 피로 균열이 용접선에서 시작되므로 어닐링 및 스카프는 선택 사항이 아닙니다.

배기 온도 제한

티타늄은 약 600도 섭씨 이상에서 공기 중에서 산화됩니다. 후단, 테일파이프 또는 소음기 본체는 그보다 훨씬 낮게 작동하며 티타늄이 적합한 장소입니다. 매니폴드 또는 다운파이프는 800~900도의 가스를 보므로 무게 절감 효과를 제공하더라도 적합하지 않습니다. 따라서 배기는 일반적으로 촉매 후방은 티타늄이고 그 앞은 다른 합금입니다. 티타늄의 낮은 팽창(강철의 12에 비해 미터당 켈빈당 약 8.6 마이크로미터)은 또한 런이 뜨거울 때 덜 성장한다는 것을 의미하며, 이는 유연 조인트가 흡수해야 하는 이동량을 줄입니다.

피로 및 소음

티타늄은 공기 중에서 유용한 피로 한계를 가지며 코팅된 강철 배기 장치에서 부식 피로를 가속하는 염수 분무에 저항합니다. 이것이 티타늄 시스템이 장착된 차량보다 오래 지속되는 실제 이유입니다. 단점은 노치 민감성입니다. 긁힘, 스탬핑 자국 또는 용접 토는 균열의 시작점이 되므로 취급 및 절단 끝의 마감이 강철보다 더 중요합니다. 더 얇은 벽은 더 많은 소음을 방출하므로 티타늄 섹션은 일반적으로 교체하는 강철 부품과 동일한 배플 볼륨이 필요하며 더 가벼운 것은 아닙니다.

티타늄을 강철에 접합

티타늄과 강철은 융접할 수 없습니다. 철과 티타늄은 계면에서 취성 금속간 화합물을 형성하고 이음매가 경고 없이 파손됩니다. 따라서 자동차 조립은 티타늄 섹션 내부의 티타늄-티타늄 용접과 두 금속이 만나는 플랜지, 클램프, 전환 링 또는 기계적으로 고정된 이음매로 만들어집니다. 강철 패스너가 티타늄에 닿는 경우, 절연 와셔 또는 코팅된 패스너는 갈바닉 공격을 방지합니다. 티타늄이 음극 파트너이고 강철이 부식되기 때문입니다.

자동차 튜브 주문

외경, 벽, 등급, 길이 및 테스트로 지정하십시오. 예를 들어 50.8mm OD, 1.5mm 벽, Gr2, 용접 및 어닐링, 직선 1200mm, 와전류 테스트, 끝단 디버링 및 캡핑. 부품이 구부러질 것인지 여부를 말하십시오. 굽힘 반경 및 스프링백은 튜브 상태에 따라 합의되므로, 밝은 어닐링 또는 광택 마감이 산세와 별도로 견적되므로 가시적일 것인지 여부를 말하십시오. 프로토타입 작업의 경우, 직선 길이에 커밋하기 전에 형성된 부품을 시험하기 위해 일반적으로 수백 미터 코일이 가장 저렴한 방법입니다.

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