成本高，并且难于维持长期的耐磨性这样的问题。但是，现在已经出现了有关在现生产车上，灵活运用了具有在钛当中进行高浓度的固溶，提高硬度，并且，进行内部扩散以获得比较厚硬化层特点氧的氧化处理，以及使用使氧扩散的等离子浸炭处理的相关报告。本公司特别着重于氧化处理，与爱三工业（株式）公司正在进行其研究。
Ti-6Al-4V根据组织，材质特性明显变化，针对要求气门那样疲劳特性的用途，需要疲劳特性出色的微细组织。在其当中，微细等轴组织，高温蠕变特性未必良好，在进行氧化处理那样高温加热的处理时，有时也会出现由于自重，气门变形的情况，因此，需要有关防止该现象产生的相关技术开发。由于针状组织，耐蠕变特性比较出色，因此是适合氧化处理的组织，如图5所示，根据微细化，呈现出了与等轴组织同等的疲劳特性，因此它对于进行了氧化处理之后的发动机气门来说，是最适合的组织。
图5 由微细等轴以及微细针状组织构成的Ti-6Al-4V
制吸气发动机气门的实体疲劳特性
正如众所周知的那样，付与氧化硬化层之后，耐磨性得到了提高，但是，由于付与了硬化层，疲劳特性却下降了。因此，需要掌握能够平衡这二个相反特性的最佳热处理条件。基本上，该氧化处理是大气中加热保持处理，它根据处理温度以及时间的不同，氧的浸入深度也进行变化，硬化层深度也变化。当然，在表面生成TiO2的氧化皮，从此氧在基体中进行扩散，因此，可以认为，在皮下最表层部位的硬度，即使以任何的条件进行热处理，也是同等，但是，距可以测定硬度表层数?m的深度，根据各热处理条件，产生明显的硬度差。图6表示的是，根据反复付与实际气门弯曲应力所测定的氧化处理气门的S-N曲线。根据氧化
硬化层厚的条件（高温、长时间），疲劳强度降低，但是，氧化硬化层厚最薄的670oC处理材料，能够获得与没有氧化处理时同等的高疲劳强度。当然，在氧化处理条件的选择时，需要考虑耐磨特性，在充分考虑到了气门的耐磨寿命和要求疲劳特性二方面因素的基础上，来决定氧化处理条件。
到龟裂发生的反复次数
图6 以各种条件实施了氧化处理的Ti-6Al-4V
制吸气发动机气门的实体疲劳特性
3.2.排气气门
在排气气门当中采用钛合金的事例与吸气气门的情况相比少，但是，有有关使用Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si（6242S）和Ti-6Al-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si（TIMETAL1100）的事例报告。在这当中，TIMETAL1100在实用钛合金当中，是一种在耐热性方面最为出色的合金。但是，据说其耐热温度为高于600oC，可以针对用于加热到像二轮车排气气门那样超过该界限的800oC左右的用途，但是，还需要把握用于800oC左右温度的最佳热处理条件，以及对在其温度区域的材质特性进行确认。因此，本公司与爱三工业（株）公司共同根据实施各种热处理，使组织变化的TIMETAL1100在室内温度~800oC左右的强度特性、疲劳特性、耐高温蠕变特性等进行评价，在把握发现最佳材质特性平衡条件的基础上，对作为发动机气门的使用可能性进行了确认。再有，对发动机气门进行了实际地制作，并对此进行了评价。
图7表示的是实施了最佳热处理的TIMETAL1100合金在室温~高温区域的
强度特性。0.2%耐力，在室温~700oC的温度范围，比作为主要气门用材料的SUH35高，大致等同于800oC。在800oC的疲劳强度也与SUH35同等水平，在最令人担心的耐高温蠕变特性方面，比SUH35还要出色，它可以充分地用于排气气门，这一点已经得到了确认。
图7 TIMETAL1100(Ti-1100)以及SUH35的室温~高温拉伸强度
还有，我们知道，含有Al的钛合金，在600oC左右的温度区域，长时间暴露之后的，生成被称之为?2的规则相，延伸性下降。对排气气门由于也设想了在这样的温度区域，以累积时间，长时间暴露的情况，因此，实际地，对数千小时高温暴露之后的材料延伸特性进行了评价，即使长时间地在600oC左右的温度区域暴露，也残留延伸性，这一点也得到了确认。
4.悬架弹簧
? 型合金即使是在钛合金当中，扬氏模量也是低，为钢的1/2以下，运用到弹簧部件上之后，与钢相比的话，可以减少圈数，再加上低比重，可以发挥轻量化的效果。该部件在赛车上有使用?-C（Ti-3Al-8V-Cr-4Zr-4Mo）等的实际事例，但是，由于价格昂贵，因此，针对本用途开发了以适用于量产车为目标的的、低成本的合金TIMETAL LCB（Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al）。该合金，灵活运用了作为?型钛合金特征的低扬氏模量（约80 000MPa）和高强
度（约1 400MPa），在2001年被采用到了大众公司的Lupo FSI车上，期待它也将被日本市场所采用。
5.低成本合金、高机能合金的开发以及适用的研究
正如上述介绍的事例所述，在汽车部件中所采用的大多数钛材料是通用的纯钛和为航空设备用所开发出来的合金。但是，为了将钛合金使用于日益扩大的汽车用途，正如2.3.节所介绍的高温排气系统部件用合金和在4章所介绍的弹簧用应该经常地将如何使它也能够用于汽车部件当中这样的观念，放?型合金那样，
入头脑当中来考虑，以开发出新的合金来，或者说，也可以不以作为汽车部件为目标，但是，也要以将它如何能够应用到非航空的领域当中的这种概念来进行合金的开发，这是在近年来钛合金开发动态的一个特征。
本公司为了在这些非航空领域推广钛材料的使用，经过了长年，对低成本、高机能合金进行了开发。其一是被称之为Super-TIX系列的一连合金群。图8表示的是将其强度、延伸性平衡与其它现存合金的比较模式图。该Super-TIX系列大致划分为Ti-Al-Fe系列和Ti-Fe-O-N系列，其中的Ti-Al-Fe系列合金群是，不使用现存合金中所常用的作为高价?相稳定化元素的V和Mo，而是用廉价的Fe来代替它们的合金群。作为其中核合金的Super-TIX51AF是，以Ti-5%Al-lt为中心组成，再由氧、氮来进行强度调整，由此实现了与Ti-6Al-4V同等的1000MPa程度的拉伸强度和比Ti-6Al-4V更加出色的热加工性的合金，以棒材为中心，开展了对其适用性的研究。在最近，开发了成本略微高，但是具有能够对其起到弥补机能的Super-TIX523AFM。该合金如图9所示，在800~950oC的热加工温度区域，具有比Super-TIX51AF更加出色的热加工性（低变形阻力、热延展性），退火材料的拉伸强度约为1 000MPa，在进行了强化热处理之后，发现可能具有超过1 300MPa的拉伸强度。
图8 Super-TIX系列以及代表性钛材料的强度、延展性的关系（模式图）
图9 Super-TIX51AF以及523AFM的热加工性（Gleebel试验） 另外，Ti-Fe-O-N系列合金，它主要是一种适合在室温左右使用的部件等，用于不太暴露在高温区域的用途上的合金，根据将廉价的Fe、氧、痰进行平衡良好的配合，发现出它具有以与纯钛同等出色的热加工性为主的各种高机能特性。作为其中核合金的Super-TIX800，以Ti-1t-0.35%O-0.01%N为基本组合，以Ti-6Al-4V和Ti-3Al-2.5V中间的800MPa左右的拉伸强度和出色的冷以及热加工性为特征，被制造出了厚中板、热轧薄板、冷轧薄板、棒材、线材等各种制品。
这些合金都属于?+?型合金，作为针对汽车部件等级，根据其特性，强烈希望它能够应用到发动机气门、连杆、气门弹簧座、紧固件等各种汽车部件上。在使用该Super-TIX系列时，为了降低制造成本，应该选择其特有的合金元素构