據中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2020年中國汽車產銷2522.5萬輛和2 531.1萬輛，同比下降2.0%和1.9%，其中乘用車產銷1999.4萬輛和2017.8萬輛；商用車產銷523.1萬輛和513.3萬輛；新能源汽車產銷136.6萬輛和136.7萬輛，同比增長7.5%和10.9%。中國是世界汽車大國，還不是強國，但在新能源汽車領域，中國既是大國又是強國，獨占鰲頭。
當今，降低燃油消耗，減少溫室氣體排放，早日實現(xiàn)“雙碳”目標，已成為汽車行業(yè)技術進步的主要動力和方向之一。研究表明，輕量化是實現(xiàn)節(jié)省燃料、減少污染的有效措施，當然，最佳措施是采用可再生的新能源汽車，如電動車、氫燃料汽車、氨燃料汽車、氫電汽車等，新能源汽車也存在著降低自身質量的大問題。汽車質量每下降10%，可節(jié)省燃料8%～10%，溫室氣體排放可減少約10%。為此，世界各國都在花大力氣研究汽車的輕量化。汽車輕量化的首選途徑就是用輕量化材料，如鋁、鎂、鈦、復合材料等取代傳統(tǒng)的鋼材與鑄鐵。
電動卡車可勝過柴油卡車
在未探討鈦的應用前，先介紹一下最新的電動卡車是否可與柴油卡車媲美，甚至勝出一籌，據2021年4月9日英國廣播公司網站報道，人們普遍認為，由電池驅動的重型卡車在成本方面無法與柴油卡車相比，但最新研究表明，如果為電動卡車建造快速充電系統(tǒng)，那么，在成本方面電動卡車可以打贏柴油卡車，有了快速充電，汽車越大，電動車的優(yōu)勢就越明顯。全球約7%的溫室氣體排放是重型運輸卡車排放的，為實現(xiàn)“雙碳”目標，這是一個亟待解決的大問題。
近期，瑞典斯德哥爾摩環(huán)保研究所的科學家對外宣稱，欲使電動卡車具有商業(yè)競爭力的前提是快速充電，而不是用更大、更多的電池，他們的模型顯示，一輛卡車行駛4.5小時后，不到40分鐘就能充足電，那就劃算了，不過，這必須用大功率充電設備。為激勵卡車“油改電”，希望有關部門能出臺鼓勵政策。
鈦的優(yōu)點
鈦的工業(yè)化始于20世紀50年代初期，最先生產鈦的是美國和蘇聯(lián)，幾乎同時就在探討鈦在汽車中的應用，但因價格與技術方面的原因，直到今天也沒有取得長足進展，但在賽車與某些特種車上卻有較多的應用。近些年來，由于節(jié)能減排的需要，談論鈦在汽車中應用的話題又多了起來。鈦的主要優(yōu)點可歸納為：
●密度較低，為4.5g/cm3，有時把它列為輕金屬，但多數(shù)把它列入稀有難熔金屬，實際上并不稀有。它的密度僅為鋼的60%，用它制造汽車的一些結構，不僅可以減輕車的質量，同時也可降低運動慣量。
●比強度高，例如，最常用的TC4合金的比強度＞200MPa/（g/cm3）。在各種工業(yè)用的工業(yè)純金屬中，鈦的比強度穩(wěn)居前列。因此，鈦合金是制造承重結構件的良好材料。
●彈性模量較小，室溫時的為103GPa～110GPa，拉伸時的為103GPa，壓縮時的105GPa，剪切時的為45GPa，約為鋼的50%；且有高的疲勞強度，可用于制造彈簧。
●耐熱性好，可在200℃～650℃長期工作，TC4合金400℃的抗拉強度620MPa，持久強度570MPa，可用于制造高溫結構件。
●熱脹系數(shù)小，20℃～100℃的平均值為7.6X10－6K－1，明顯低于不銹鋼和鋁的，約為它們的50%，適合于制備汽車發(fā)動機的氣門等結構件。
●鈦及鈦合金具有高的抗腐蝕性能，比鋁和鎂的都高，在某些環(huán)境中甚至還優(yōu)于不銹鋼的，可抗大氣、雨水、路面防凍液及含硫化氫高溫廢氣的腐蝕的良好材料，是制造化石燃料車輛尾氣噴管等的上乘材料。
●良好的低溫性能，適合于低溫下使用的是α及（α+β）鈦合金，它們的強度性能隨溫度的下降而增加，韌性及伸長率卻隨溫度的降低而很少下降，TC4及TA7等都是常用的低溫合金，特別是TA7是優(yōu)秀的超低溫材料。
●優(yōu)秀的成形加工性能。鈦及鈦合金可通過沖壓、熱鍛、彎曲、壓力加工、粉末冶金、精密鑄造等工藝制造各種各樣的零件與部件。
●裝飾性強。鈦及鈦合金有良好的表面處理性能，可通過陽極氧化和表面涂裝制成色彩亮麗的材料，是制造汽車裝飾件的良好材料。
當下,妨礙鈦材在汽車中應用的最大難關是原材料的生產成本及零部件制備成本高，這個瓶頸在短期內尚無法打通。因此，乘用車（轎車、多用途車、多用途跑車、交叉型乘用車）及商用車的較多用鈦時期尚未到來。鋼、鋁、鎂、鈦材的生產成本比較見表1。
研發(fā)低成本鈦合金
擴大汽車用鈦量
研發(fā)低成本鈦合金是擴大鈦在汽車中應用的前提，汽車產業(yè)是鈦應用最大的潛在領域，2020年全球汽車產量超過5000萬輛，每輛多用1kg，就要多用鈦50kt/年，同時“雙碳”達標緊迫，必須把汽車的自重降下來，一些汽車主要生產國都制訂了降低汽車自重的措施，采用輕質材料是其主要措施。美國為非航空航天工業(yè)開發(fā)出了Super-TIX系列鈦合金，包括Ti-Al-Fe系和Ti-Fe-O-N系合金，以廉價Fe取代V和Mo，獲得應用的有Super-Tl × 51F（Ti-5Al-1Fe）和Super-Tl × 800 （Ti-1Fe-0.35 O-0.01N），前者的抗拉強度1000MPa，與TC4合全的相當，后者的抗拉強度800MPa，都有良好的成形加工性能。
美國、歐洲、日本都制定了汽車用鈦發(fā)展規(guī)劃，美國針對汽車輕量化制訂與實施了PNGV （Partnership for a New Generation of Vehicles）計劃，未來汽車燃料利用率要比2005年的提高3倍以上，有更高的承載能力，有更高維護性和再利用性，在2025年前家用汽車要減重20%。鈦材被選為實現(xiàn)PNGV計劃中超輕汽車發(fā)動機、底盤、車體的候選材料之一。
鈦材成本一旦降到汽車工業(yè)接受的水平，汽車工業(yè)就會成為主要的鈦材應用領域。1995年全球汽車用鈦量僅約100t，2002年約1100t，2005年約3kt，2020年約達11kt。