Почему титановые сплавы необходимы для аэрокосмических материалов?

Титан и авиация имеют неразрешимые отношения. 1953, в Соединенных Штатах Дуглас Производство DC-T Machine Machine Pods и брандмауэры впервые при использовании титана, тем самым открывая историю применений авиации титана. С тех пор титан использовался в авиации более полувека. Титан может широко использоваться в авиации, потому что он обладает многими ценными свойствами, подходящими для применений самолетов. Сегодня мы поговорим о том, почему авиационные материалы должны использовать титановый сплав.

Во -первых, введение титана

В 1948 году Соединенные Штаты Dupont только с методом магния тонны производства титановой губки - это знаменует собой начало промышленного производства титановой губки That Titanium. Титановый сплав широко используется в различных областях из -за его высокой прочности, хорошей коррозионной стойкости, теплостойкости и других характеристик.

Титан в изобилии в коре Земли, занимая девятое место по содержанию, намного выше, чем медь, цинк, олово и другие общие металлы. Титан широко встречается во многих камнях, особенно в песке и глине.

Во -вторых, характеристики титана

Высокая прочность: в 1,3 раза больше алюминиевого сплава, в 1,6 раза больше, чем у сплава магния, в 3,5 раза больше, чем у нержавеющей стали, чемпиона металлических материалов.

Высокая тепловая прочность: использование температуры на несколько сотен градусов выше, чем алюминиевый сплав, может быть при температуре от 450 до 500 ℃ для долгосрочной работы.

Хорошая коррозионная устойчивость: кислота, щелочная и атмосферная коррозионная устойчивость, особенно сильная устойчивость к ячеек и коррозии стресса.

Хорошая низкотемпературная производительность: титановый сплав TA7 с очень низкими интерстициальными элементами может поддерживать определенную степень пластичности при -253 ℃.

Высокая химическая активность: высокая химическая активность при высоких температурах, легко реагируя химически с помощью водорода, кислорода и других газообразных примесей в воздухе, чтобы генерировать закаленный слой.

Небольшая теплопроводность, небольшой модуль эластичности: теплопроводность составляет около 1/4 никеля, 1/5 железа, 1/14 алюминия и различные титановые сплавы имеют теплопроводность примерно на 50% ниже, чем у титана. Модуль эластичности титанового сплава составляет около 1/2 стали.

В -третьих, классификация и использование титанового сплава

Титановые сплавы можно разделить на теплостойкие сплавы, высокопрочные сплавы, устойчивые к коррозии сплавы (титан-молибден, титановые сплавы и т. Д.), Низкотемпературные сплавы, а также специальные функциональные сплавы (Titanium-железо). Материалы для хранения водорода и титановые сплавы памяти) и так далее.

Хотя титан и его сплавы не использовались в течение длительного времени, они были награждены несколькими почетными названиями из -за их выдающейся работы. Первый - «космический металл». Его легкий вес, высокая прочность и высокая температурная стойкость делают его особенно подходящим для производства самолетов и различных космических кораблей. В настоящее время в аэрокосмической промышленности используются около трех четвертей титановых и титановых сплавов, произведенных в мире. Многие из оригинальных алюминиевых сплавов были изменены на титановый сплав.

В -четвертых, авиационное применение титанового сплава

Титановый сплав в основном используется для материалов для производства самолетов и двигателей, таких как создание вентилятора титана, воздушного диска и лезвия под давлением, крышка двигателя, выхлопных устройств и других деталей, а также рамы больших балок самолета и других деталей структурных рам. Космические космические корабля в основном используют титановые сплавы с высокой прочностью, коррозионной стойкостью и низкой температурной сопротивлением для производства различных сосудов под давлением, резервуаров для хранения топлива, крепежных элементов, приборов, рамков и ракетных оболочек. Искусственные спутники Земли, лунный модуль, пилотируемый космический корабль и космические шаттлы также используют сварки из титановых сплавов.

В 1950 году в Соединенных Штатах впервые в бомбардировщике F-84, используемом в качестве заднего теплового экрана, экрана ветра, хвостового капюшона и других несущих компонентов. 60-е годы начало использования титановых сплавов от заднего фюзеляжа до центрального фюзеляжа, частично вместо производственных проставленных рам, балок, лоскутов и других важных нагрузочных компонентов. 70 -е годы гражданские самолеты начали использовать титановые сплавы в больших количествах, такие как количество титана в самолетах Boeing 747, составив 3640 кг или более, что составляет 28% веса самолета. В Boeing 747 используется более 3640 килограммов титана, что составляет 28% веса самолета. С разработкой технологии обработки, в ракетах, спутниках и космическом корабле также использовал много титанового сплава.

Чем более продвинутый самолет, тем больше титана используется. US F-14A Fighter с использованием аэрокосмического титана, составляя около 25% веса машины; F-15A Fighter за 25,8%; Бойцы четвертого поколения в США с количеством титана в 41% его двигателя F119 с 39% от количества титана, является самым высоким количеством титана с текущим самолетом.

В -пятых, титановый сплав в авиации - это большое количество причин для применения

Самая высокая скорость современной авиационной навигации достигла скорости звука более 2,7 раза. Так быстрый сверхзвуковой полет, сделает самолет и воздушные трения и производит много тепла. Когда скорость полета достигает 2,2 раза превышает скорость звука, алюминиевый сплав не может выдержать. Теплостойенный титановый сплав должен быть использован.

Когда соотношение аэро-двигательного двигателя от 4 до 6 увеличилось до 8-10, температура на выходе из газа под давлением соответственно увеличилась с 200 до 300 ℃ до 500 до 600 ℃, первоначальные газовые диски с низким давлением и лезвия с низким давлением с низким давлением алюминия должен быть изменен на титановый сплав.

В последние годы ученые по эффективности исследований титановых сплавов и постоянно достигают нового прогресса. Оригинальный титан, алюминий, ванадий, состоящий из титанового сплава, максимальная рабочая температура 550 ~ 600 ℃, и недавно развитый сплав алюминия титана (максимальный), максимальная рабочая температура увеличилась до 1040 ℃.

Титановый сплав, особенный титановый стержень, лист титана и титановая ковата вместо нержавеющей стали для производства компрессора и лезвия высокого давления могут снизить вес структуры. Самолет может сэкономить 4% топлива на каждые 10% снижения веса. Для ракет каждый 1 кг снижения веса может увеличить диапазон на 15 км.

Шесть, анализ характеристик обработки титановых сплавов

Прежде всего, низкая теплопроводность титанового сплава, только 1/4 стали, алюминий 1/13, медь 1/25 из -за медленного рассеяния тепла в зоне резки, не способствующей тепловым балансу, в процессе резки , эффект рассеяния тепла и охлаждения очень плох, легко сформировать высокую температуру в зоне разрезания, деформация деталей после восстановления обработки, что приводит к увеличению крутящего момента на режущем инструменте, краю края быстрого износа и Снижение долговечности.

Во -вторых, низкая теплопроводность титанового сплава, так что режущее тепло, накапливаемое в режущем ноже, вблизи небольшой области, нелегко распространяться, трение передней части увеличивается, нелегко разбиться, разрезание тепла нелегко в Распространение, ускорить износ инструмента. Наконец, химическая активность титанового сплава высока, обработка при высоких температурах легко реагировать с материалом режущего инструмента, образованием растворения, диффузии, что приводит к липкому ножу, горящему ножу, сломанному ножу и другим явлениям.