自動車用チタン


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車のボディがスチールよりも耐久性と耐久性に優れたチタンで作られていない理由は、チタンの価格を調べて多すぎないということです。空力に関係はありますか?


なぜ、材料の種類は空力と関係があると思いますか?
カール・ウィットフト

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前提は間違っています。チタン合金は、フレームおよびボディコンポーネントに使用される鋼ほど強力ではありません。ほとんどのフレームメンバは、2 GPaに近いUTS、および25%を超える破損時の伸びを備えた鋼で形成されています。Ti6Al4Vは1 GPa未満です。使用される鋼は、チタン合金よりも大きな衝撃エネルギーも吸収できます。ただし、チタン合金は強度と重量の比率が高くなっています。
-wwarriner

申し訳ありませんが、私は間違いを犯し、間違った鋼のクラスを考えていました。UTSは、熱処理に応じてチタンの約半分またはそれに匹敵します。伸びはまだかなり大きく(20〜60%)、衝撃でのエネルギー吸収が大きくなります。これは、衝突での怪我や死亡のリスクを最小限に抑えるために自動車で本当に重要なことです。チタン合金は、その目的のために比較することはできません。
wwarriner

回答:


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チタンのバルク価格はすべてを物語っていません。

チタン部品のコストの大きな部分は、スチールよりもチタンで物を作る方がはるかに費用がかかるという事実にかかっています。部品の製造を開始する前でも、在庫を正しい寸法と仕様(この場合は薄いシート)に加工することに関連するコストがあります。

大量生産された車体は、一般にコールドプレスプロセスで製造され、その後一緒に溶接されます。車両あたりの製造コストに最も大きく影響するのは、バルク材料価格ではなく金型のコストです。チタン合金は、鋼よりも形成と溶接が著しく困難です。特に、車のデザインは、より深い形状、複合曲面、およびプレスのきつい半径に向かっている傾向があります。

また、チタンの溶接は、汚染により破損する可能性が非常に高いため、溶接プロセスと検査をより厳密に制御する必要があります。

もう1つは、剛性は少なくとも車体の引張強度と同じくらい重要であり、チタンの剛性と重量の比率はスチールとそれほど変わらないため、剛性を設計している場合は重量を節約することさえできません。

スペクトルのもう一方の端では、カーボンとケブラーの複合材料は、一般に少量の高性能アプリケーションのほぼすべての点でボディシェルのチタンよりも優れており、少数のカーボン部品が生産車のハイエンドにフィルターを通し始めています。そのため、プロダクションカーの新技術のドライバーの1つになりがちな高性能アプリケーションからのフィルターダウンさえありません。


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よく置きます。自動車製造は、100万ドル以上の範囲を除いて、残酷に価格に敏感であることを付け加えます。GMまたはフォードは、車1台あたり10ドル節約すると、車体の材質を変更します。
カールヴィットフト

加工チタンはどちらか...それは容易ではありません
ブライアン・ドラモンド

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別の答えの製造コストの問題は別として、チタンは鋼よりも延性がはるかに低い。クラッシュの状況では、エネルギーを永久に吸収するのではなく(塑性変形による)、単純に「リバウンド」するか、または比較的長い期間にわたって大きな振幅で振動します(ピークからピークまで数インチ)。

(上記は実際の経験に基づいており、重量を減らすために封じ込めシステムでスチールをチタンに置き換えようとしています-このアイデアはうまくいきませんでした)。

また、チタンは非常に反応性の高い金属です-チタンの火災は摩擦によって開始され、マグネシウムリボンの燃焼と同じくらい壮観です。

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