লাইটওয়েট অটোমোবাইল উৎপাদনে টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের প্রয়োগ

টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির কম ঘনত্ব, চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, ভাল জৈব সামঞ্জস্যতা, জারা প্রতিরোধের, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের এবং ভাল কম-তাপমাত্রার কঠোরতার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এগুলি অটোমোবাইল উত্পাদন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। টাইটানিয়াম খাদের ঘনত্ব ইস্পাতের মাত্র 60%, যখন শক্তি 800MPa-এর বেশি পৌঁছাতে পারে। এটি এখনও প্রায় 500 ডিগ্রিতে ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য বজায় রাখে এবং ভাল ঢালাই এবং গঠনের বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি 20 বছরেরও বেশি আগে রেসিং কার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়েছে, রেসিং ইঞ্জিনের ওজন ব্যাপকভাবে হ্রাস করে এবং ইঞ্জিনের কার্যকারিতা উন্নত করে।

বর্তমানে, অটোমোবাইল উত্পাদনে ব্যবহৃত টাইটানিয়াম খাদ অংশগুলি মূলত অটোমোবাইল নিষ্কাশন সিস্টেম, ইঞ্জিন সিস্টেম, ট্রান্সমিশন এবং কম্পন হ্রাস সিস্টেম এবং বডি ফ্রেমে বিতরণ করা হয়।
1. নিষ্কাশন সিস্টেম
অটোমোবাইল নিষ্কাশন সিস্টেমের উপকরণগুলির জন্য ভাল উচ্চ-তাপমাত্রার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং S এবং Cl উপাদানগুলির দ্বারা ক্ষয় প্রতিরোধের প্রয়োজন। ঐতিহ্যগত নিষ্কাশন ভালভ উপাদানগুলি স্টেইনলেস স্টীল দিয়ে তৈরি, তবে লোকেরা দেখেছে যে টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলি কার্যক্ষমতার পরিপ্রেক্ষিতে নিষ্কাশন ভালভ উপকরণ হিসাবে ব্যবহারের জন্য আরও উপযুক্ত।
নতুন Chevrolet Corvette Z206-এ ব্যবহৃত টাইটানিয়াম রিটার্ন পাইপ কার্যকরীভাবে স্টেইনলেস স্টিলের পাইপগুলিতে ঘটতে থাকা পিটিং এবং ওয়েল্ড মরিচা সমস্যাগুলিকে এড়িয়ে যায়, পাশাপাশি জ্বালানী দহন দক্ষতা এবং ত্বরণ ক্ষমতাকে উন্নত করে এবং ব্রেকিং দূরত্বকে ছোট করে।
টাইমেট, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বৃহত্তম টাইটানিয়াম প্রস্তুতকারক, টাইটানিয়াম খাদ নিষ্কাশন সিস্টেমের গবেষণা এবং উন্নয়ন এবং উত্পাদনের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ। অনেক জাপানি কোম্পানি সংশ্লিষ্ট গবেষণা ও উন্নয়ন কাজও করেছে। বর্তমানে, Fuji Heavy Industries, Ltd-এর 440 সেট টাইটানিয়াম অ্যালয় স্বয়ংচালিত নিষ্কাশন পাইপের সীমিত উৎপাদন রয়েছে।
2. ইঞ্জিন সিস্টেম
অটোমোবাইল ইঞ্জিন সিস্টেম হল সেই অংশ যা স্বয়ংচালিত ক্ষেত্রে সবচেয়ে বেশি টাইটানিয়াম খাদ ব্যবহার করে। ইঞ্জিন সিস্টেমে টাইটানিয়াম খাদ প্রয়োগে প্রধানত ভালভ, সংযোগকারী রড, ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট, ভালভ আসন এবং অন্যান্য অংশ অন্তর্ভুক্ত থাকে।
জাপানের হোন্ডা মোটর কর্পোরেশন NSX রেসিং V-6 ইঞ্জিনে নকল টাইটানিয়াম সংযোগকারী রড ব্যবহার করে; Mitsubishi Motors উচ্চ-ক্ষমতা, চার-সিলিন্ডার ইঞ্জিনে টাইটানিয়াম ভালভ স্প্রিং সিট ব্যবহার করে এবং পোর্শে গাড়িতে টাইটানিয়াম সংযোগকারী রডও ব্যবহার করা হয়।
(1) ভালভ
টাইটানিয়াম অ্যালয় ভালভের পরিপ্রেক্ষিতে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং জাপান প্রচুর গবেষণা কাজ পরিচালনা করেছে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র বর্তমানে সাধারণত Ti-6আল-4V খাদ ব্যবহার করে ইনটেক ভালভ এবং Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo তৈরি করতে নিষ্কাশন ভালভ করতে খাদ; যখন জাপানের টয়োটা ইনটেক ভালভ তৈরি করতে Ti-6Al-4V/Ti B অ্যালয় এবং নিষ্কাশন ভালভ তৈরি করতে Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si/Ti B অ্যালয় ব্যবহার করে। এই ধরনের টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলিতে ভাল উচ্চ-তাপমাত্রার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, অক্সিডেশন প্রতিরোধ এবং ক্রীপ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা কার্যকরভাবে ইঞ্জিনের কার্যকারিতা উন্নত করে এবং গাড়ির গতি বাড়ায়।
(2) ভালভ আসন
টাইটানিয়াম অ্যালয় ভালভ সিটগুলি রেসিং কার এবং স্পোর্টস কারগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, যার বার্ষিক উত্পাদন 250টিরও বেশি,000 সেট৷ এগুলি মূলত Ti-6Al-4V বা Ti-5Al-2Cr-1Fe ধাতু দিয়ে তৈরি। যেহেতু ভালভ সিটের আকৃতি তুলনামূলকভাবে সহজ, এটি মেশিনের ক্ষেত্রে উচ্চ প্রয়োজনীয়তার প্রয়োজন হয় না এবং পৃষ্ঠের বিশেষ চিকিত্সার প্রয়োজন হয় না। এটি তুলনামূলকভাবে সস্তা এবং গাড়ির ওজন কমাতে উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে।
(3) সংযোগকারী রড
টাইটানিয়াম অ্যালয় সংযোগকারী রডগুলির ব্যবহার কার্যকরভাবে ইঞ্জিনের ওজন কমাতে পারে এবং গাড়ির কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে। প্রধান প্রস্তুতির উপাদান হল Ti-6আল-4V খাদ। জাপানের Daido Co., Ltd. বর্তমানে একটি দ্বি-ফেজ টাইটানিয়াম অ্যালয় Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La তৈরি করছে . এই খাদ ভাল machinability আছে এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, ক্লান্তি বৈশিষ্ট্য এবং জারা প্রতিরোধের চমৎকার. এটি ইঞ্জিনের সংযোগকারী রড অংশগুলিতে ব্যবহৃত হবে বলে আশা করা হচ্ছে যেগুলি দ্রুত ত্বরণ এবং হ্রাসের বিষয়।
(4) ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট
যদিও বর্তমানে টাইটানিয়াম অ্যালয় ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হয়নি, তবে জাপান দ্বারা বিশেষভাবে তৈরি Ti-3Al-2.5V অ্যালয় হোন্ডা রেসিং গাড়িগুলিতে যাচাই করা হয়েছে। কার্যকরভাবে ওজন কমানোর সময়, এটি টাইটানিয়াম অ্যালয় ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টের শ্রেষ্ঠত্ব প্রমাণ করে ইঞ্জিনের গতি 700r/min বাড়িয়েছে। একই সময়ে, জাপান ট্রায়াল-উৎপাদন করছে Ti{5}}Al-2Cr-Fe অ্যালয় ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট, আশা করে যে টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলি ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট অংশগুলিতে আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হবে।

3. কম্পন হ্রাস সিস্টেম
অটোমোবাইল ভাইব্রেশন রিডাকশন সাসপেনশন সিস্টেমের মূল উপাদান হল সাসপেনশন স্প্রিং। সাধারণ অটোমোবাইল স্প্রিং স্টিলের সাথে তুলনা করে, টাইটানিয়াম খাদের উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি এবং নিম্ন শিয়ার মডুলাস এবং উচ্চ ক্লান্তি শক্তি রয়েছে, এটি অটোমোবাইল শক-শোষণকারী স্প্রিংস তৈরির জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে। যেহেতু স্প্রিং এর বিচ্যুতি বাঁক সংখ্যার সমানুপাতিক এবং উপাদানের শিয়ার মডুলাসের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক, তাই টাইটানিয়াম অ্যালয় স্প্রিংগুলিকে একই বসন্তের প্রতিক্রিয়া অর্জনের জন্য ইস্পাত স্প্রিংগুলির তুলনায় কম বাঁক প্রয়োজন, কার্যকরভাবে বসন্তের ভর হ্রাস করে এবং স্থান সংরক্ষণ করে।
একই সময়ে, টাইটানিয়াম খাদ স্প্রিংগুলি কার্যকরভাবে বসন্তের অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি বাড়াতে এবং এর পরিষেবা জীবন বাড়াতে পারে। বর্তমানে, বেশিরভাগ টাইটানিয়াম খাদ স্প্রিংস একক-ফেজ টাইটানিয়াম খাদ দিয়ে তৈরি। ভক্সওয়াগেন কিছু গাড়িতে লুপো এফএসআই টাইটানিয়াম অ্যালয় গিয়ার স্প্রিং ব্যবহার করেছে, যেখানে প্রায় 3,500টি গাড়ি ব্যবহার করা হয়েছে।

4. বডি ফ্রেম
বডি ফ্রেমের উপাদানগুলির পরিপ্রেক্ষিতে, টাইটানিয়াম খাদ এর উচ্চতর নির্দিষ্ট শক্তি, কম ঘনত্ব এবং ভাল জারা প্রতিরোধের সমস্ত ইঙ্গিত দেয় যে এটি শরীরের ফ্রেম প্রস্তুত করার জন্য একটি ভাল উপাদান। বর্তমানে, কিছু অটোমোবাইল কোম্পানি গিয়ার বন্ধনী এবং ব্রেক ক্যালিপার পিস্টনের মতো অংশগুলিতে টাইটানিয়াম অ্যালয় ব্যবহার করেছে। ট্রান্সমিশন অংশগুলির মধ্যে, জাপান বর্তমানে উচ্চ-গতির স্পিনিং দ্বারা টাইটানিয়াম খাদ শেল প্রস্তুত করার জন্য একটি প্রক্রিয়া তৈরি করছে। ইস্পাত শেলগুলির সাথে তুলনা করে, টাইটানিয়াম খাদ শেলগুলি ফ্লাইহুইলের প্রভাবকে আরও ভালভাবে কমাতে পারে এবং আরও ভাল বাফারিং প্রভাব থাকতে পারে।
এছাড়াও, স্বয়ংচালিত ফাস্টেনার এবং অন্যান্য অংশগুলিতে টাইটানিয়াম অ্যালয় ব্যবহার করা হয়েছে। টাইটানিয়াম খাদ প্রস্তুতি প্রযুক্তি এবং স্বয়ংচালিত শিল্পের ক্রমাগত বিকাশের সাথে, টাইটানিয়াম খাদ অবশ্যই স্বয়ংচালিত অংশগুলিতে আরও বেশি ব্যবহার করা হবে।

5. লাইটওয়েট যানবাহন টাইটানিয়াম alloys তাত্পর্য
বিদেশী গবেষণা প্রতিষ্ঠানগুলি গণনা করেছে যে যখন একটি গাড়ির কার্ব ওজন 10% কমে যায়, তখন জ্বালানি খরচ 6% থেকে 8% কমানো যেতে পারে। অন্যান্য গবেষণায় দেখা গেছে যে প্রতি 91 কেজি ওজন কমানোর জন্য, গড় যানবাহন প্রতি লিটার জ্বালানীতে 0.43 কিলোমিটার বেশি যেতে পারে। অতএব, আমার দেশের অর্থনীতির ক্রমাগত উন্নয়ন এবং গাড়ির সংখ্যা ক্রমাগত বৃদ্ধির সাথে, গাড়ির লাইটওয়েটিং শক্তি খরচ কমাতে এবং বায়ু দূষণ কমানোর অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ উপায় হয়ে উঠেছে।
টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম খাদ উপকরণগুলি তাদের চমৎকার শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে বর্তমানে স্বয়ংচালিত অংশগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। টাইটানিয়াম সামগ্রীর ব্যবহার কেবল কার্যকরভাবে গাড়ির কর্মক্ষমতা এবং সুরক্ষা ফ্যাক্টরকে উন্নত করে না, তবে গাড়ির ওজন কমাতে, কার্যকরভাবে গাড়ির কার্ব ওজন কমাতে এবং জ্বালানী খরচ কমাতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
ঐতিহ্যগত স্টেইনলেস স্টীল সিস্টেমের সাথে তুলনা করে, অটোমোবাইল নিষ্কাশন সিস্টেমে ব্যবহৃত টাইটানিয়াম টেইল নজল-রিটার্ন পাইপ সমাবেশ প্রায় 8.2 কেজি ওজন কমাতে পারে। ইঞ্জিনের অংশ যেমন ভালভ এবং সংযোগকারী রডগুলিতে ঐতিহ্যগত ইস্পাত এবং ঢালাই লোহার সামগ্রীর পরিবর্তে টাইটানিয়াম খাদ পণ্যগুলির ব্যবহার কার্যকরভাবে ইঞ্জিনের ওজন কমাতে পারে।
জাপানি অটোমোবাইল শিল্পের গবেষণা অনুসারে, একটি অটোমোবাইলের পাওয়ার ভালভে প্রায় 0.8 কেজি টাইটানিয়াম যন্ত্রাংশের ব্যবহার 20 কেজি ইস্পাত অংশ দ্বারা অর্জিত প্রভাবের সমতুল্য; প্রতিটি টাইটানিয়াম ভালভ আসন ইস্পাত ভালভ আসনের তুলনায় প্রায় 10 গ্রাম ওজন কমাতে পারে; রড এবং ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট সংযোগের জন্য টাইটানিয়াম খাদ ব্যবহার ইঞ্জিনের ওজন কমাতে সবচেয়ে কার্যকর।

কম্পন হ্রাস সিস্টেমে, প্রতিটি টাইটানিয়াম খাদ স্প্রিং ইস্পাত বসন্তের তুলনায় 60% এর বেশি ওজন কমাতে পারে। টাইটানিয়াম অ্যালয় স্প্রিং প্রতিস্থাপনের পর, প্রতিটি গাড়ির ওজন 9~13.6kg কমাতে পারে। এছাড়াও, টাইটানিয়াম অ্যালয় মাফলারের ওজন মাত্র 5 ~ 6 কেজি, যা স্টেইনলেস স্টিলের মাফলারের চেয়ে 40% হালকা।
একটি সাধারণ মাঝারি আকারের গাড়ির উদাহরণ হিসাবে, যদি বিদ্যমান টাইটানিয়াম অ্যালয় অটো যন্ত্রাংশগুলি ঐতিহ্যবাহী অংশগুলিকে প্রতিস্থাপন করার জন্য ব্যবহার করা হয়, তাহলে গাড়ির কার্ব ওজন প্রায় 1500 কেজি থেকে প্রায় 1000 কেজিতে হ্রাস পাবে, ওজন হ্রাসের হার 30%, এবং ব্যাপক জ্বালানী খরচ 20% এর বেশি হ্রাস করা যেতে পারে, যা বিশ্বের জ্বালানী খরচকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করবে এবং কার্যকরভাবে শক্তির ঘাটতি এবং পরিবেশ দূষণের সমস্যাগুলি দূর করবে।

উপরের তথ্যগুলি দেখায় যে টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির ব্যবহার অটোমোবাইলের হালকা ওজনের উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। আধুনিক অটোমোবাইল শিল্পে, অটোমোবাইল অংশে টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের প্রয়োগ প্রযুক্তি অটোমোবাইলগুলিতে টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির প্রয়োগের অনুপাত বাড়ানোর জন্য ক্রমাগত বিকাশ করা উচিত। অতএব, ভবিষ্যতে প্রধান কাজ হওয়া উচিত সস্তা টাইটানিয়াম খাদ উপকরণগুলি বিকাশ করে টাইটানিয়াম খাদ যন্ত্রাংশের দাম হ্রাস করা এবং টাইটানিয়াম খাদ কাঁচামালের উত্পাদন ব্যয় হ্রাস করা এবং প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি উন্নত করে টাইটানিয়াম খাদ অংশগুলির প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা উন্নত করা। .