Titanas turi neišardomą ryšį su aviacija. 1953 m. titanas pirmą kartą buvo panaudotas JAV gaminamų DC-T orlaivių variklių korpusuose ir priešgaisrinėse sienelėse, taip atveriant titano aviacijos taikymo istoriją. Nuo tada titanas aviacijoje naudojamas pusę metų
Daugiau nei šimtmetį. Titanas gali būti plačiai naudojamas aviacijoje, nes turi daug vertingų savybių, tinkamų naudoti orlaiviuose. Šiandien kalbėsime apie tai, kodėl titano lydinys turi būti naudojamas aviacinėms medžiagoms.
1, Įvadas į titaną
1948 m. JAV kompanija DuPont pagamino tonas kempinės titano magnio metodu, o tai buvo pramoninės kempinės titano gamybos pradžia. Titano lydinys yra plačiai naudojamas įvairiose srityse dėl didelio specifinio stiprumo, gero atsparumo korozijai ir didelio atsparumo karščiui.
Titano žemės plutoje yra daug, jis yra devintoje vietoje, daug aukščiau nei varis, cinkas, alavas ir kiti paprastieji metalai. Titano randama daugelyje uolienų, ypač smėlyje ir molyje.
2, titano charakteristikos
Didelis stiprumas: 1,3 karto didesnis nei aliuminio lydinio, 1,6 karto didesnis nei magnio lydinio ir 3,5 karto didesnis nei nerūdijančio plieno. Tai metalo medžiagų čempionas.
Didelis šiluminis stiprumas: naudojimo temperatūra yra keliais šimtais laipsnių aukštesnė nei aliuminio lydinio ir ilgą laiką gali veikti 450–500 laipsnių temperatūroje.
Geras atsparumas korozijai: atsparumas rūgštims, šarmams, atsparumas atmosferinei korozijai, ypač stiprus atsparumas taškinei korozijai ir įtempių korozijai.
Geras našumas žemoje temperatūroje: titano lydinys TA7 su ypač mažais tarpinių elementų vis tiek gali išlaikyti tam tikrą plastiškumą esant - 253 laipsniui.
Didelis cheminis aktyvumas: didelis cheminis aktyvumas aukštoje temperatūroje, lengvai reaguoja su vandeniliu, deguonimi ir kitomis ore esančiomis dujų priemaišomis ir susidaro sukietėjęs sluoksnis.
Mažas šilumos laidumas ir mažas tamprumo modulis: šilumos laidumas yra apie 1/4 nikelio, 1/5 geležies ir 1/14 aliuminio. Įvairių titano lydinių šilumos laidumas yra apie 50% mažesnis nei titano. Titano lydinio tamprumo modulis yra maždaug 1/2 plieno.
3, titano lydinio klasifikavimas ir pritaikymas
Titano lydiniai gali būti skirstomi į karščiui -atsparius lydinius, didelio-stiprumo lydinius, korozijai -atsparius lydinius (titano molibdeną, titano paladžio lydinius ir kt.), žemos-temperatūrų lydinius ir specialius funkcinius lydinius (titano ir geležies ir vandenilio saugojimo medžiagas ir kt.).
Nors titano ir jo lydinių naudojimo istorija nėra ilga, jie laimėjo daug šlovingų titulų dėl savo puikių savybių. Pirmasis laimėtas titulas buvo „kosminis metalas“. Jis yra lengvas, tvirtas ir atsparus aukštai temperatūrai, ypač tinka gaminti orlaivius ir
Įvairūs erdvėlaiviai. Šiuo metu maždaug trys ketvirtadaliai pasaulyje gaminamo titano ir titano lydinių yra naudojami aviacijos ir kosmoso pramonėje. Daugelis dalių, iš pradžių pagamintų iš aliuminio lydinio, buvo pakeistos titano lydiniu.
4, titano lydinio taikymas aviacijoje
Titano lydinys daugiausia naudojamas kaip orlaivių ir variklių gamybos medžiaga, pavyzdžiui, kalti titano ventiliatoriai, kompresorių diskai ir mentės, variklių dangčiai, išmetimo įtaisai ir kitos dalys, taip pat konstrukcinės rėmo dalys, tokios kaip orlaivių sijos ir pertvaros. Erdvėlaivis daugiausia naudoja didelio specifinio stiprumo titano lydinį
Laipsnis, atsparumas korozijai ir atsparumas žemai temperatūrai gaminti įvairius slėginius indus, kuro bakus, tvirtinimo detales, prietaisų dirželius, rėmus ir raketų sviedinius. Dirbtiniai žemės palydovai, Mėnulio moduliai, pilotuojami erdvėlaiviai ir erdvėlaiviai taip pat naudoja titano lydinio plokščių suvirinimą.
1950 m. jis pirmą kartą buvo panaudotas naikintuvuose F-84 kaip nelaikantys komponentai, tokie kaip galinio fiuzeliažo šilumos izoliacijos skydas, vėjo nukreipimo dangtis ir galinio dangtis. Nuo septintojo dešimtmečio titano lydinio naudojimas perėjo iš galinio korpuso į vidurinį fiuzeliažą, iš dalies pakeičiant konstrukcinį plieną, gaminant pertvarų rėmus, sijas.
Slydimo bėgelis ir kiti svarbūs guolių komponentai. Nuo aštuntojo dešimtmečio civiliniuose orlaiviuose buvo naudojama daug titano lydinių. Pavyzdžiui, Boeing 747 orlaiviuose naudojamas titano kiekis yra daugiau nei 3640 kg, o tai sudaro 28% orlaivio svorio. Tobulėjant apdorojimo technologijoms raketose, dirbtiniuose palydovuose ir skrydžiuose į kosmosą
Laive taip pat buvo naudojamas didelis kiekis titano lydinio.
Kuo pažangesnis orlaivis, tuo daugiau jis naudoja titano. Titano lydinys, naudojamas naikintuvuose F-14A, sudaro apie 25% orlaivio svorio; 25,8% naikintuvui F-15A; Ketvirtosios kartos JAV naikintuvo titano sąnaudos yra 41%, o jo F119 variklio titano sąnaudos siekia 39%, o tai šiuo metu yra daugiausiai titano suvartojantis lėktuvas.
5, Priežastys, kodėl titano lydinys plačiai naudojamas aviacijoje
Didžiausias šiuolaikinių orlaivių greitis pasiekė daugiau nei 2,7 karto didesnį garso greitį. Toks greitas viršgarsinis skrydis privers orlaivį trintis į orą ir generuoti daug šilumos. Kai skrydžio greitis pasiekia 2,2 karto didesnį nei garso greitis, aliuminio lydinys negali pakęsti. privalo
Naudojamas aukštai temperatūrai atsparus titano lydinys.
Kai aviacinio variklio traukos ir svorio santykis padidinamas nuo 4 iki 6 iki 8 iki 10, o kompresoriaus išėjimo temperatūra atitinkamai padidinama nuo 200 iki 300 laipsnių iki 500 iki 600 laipsnių, žemo -slėgio kompresoriaus diskas ir mentė, iš pradžių pagaminti iš aliuminio, turi būti pakeisti titano lydiniu.
Pastaraisiais metais mokslininkai padarė naują pažangą tirdami titano lydinių savybes. Originalaus titano lydinio, sudaryto iš titano, aliuminio ir vanadžio, maksimali darbinė temperatūra yra 550–600 laipsnių, o naujai sukurto aliuminio titanato (TiAl) lydinio maksimali darbinė temperatūra yra 550–600 laipsnių.
Temperatūra pakelta iki 1040 laipsnių.
Naudojant titano lydinį, o ne nerūdijantį plieną, gaminant aukšto slėgio{0}}kompresoriaus diskus ir mentes, gali sumažėti konstrukcijos svoris. Sumažėjus 10% orlaivio svorio, galima sutaupyti 4 % degalų. Raketos atveju kiekvienas sumažintas 1 kg svorio nuotolis gali padidėti 15 km.
6, titano lydinio apdirbimo charakteristikų analizė
Pirma, titano lydinio šilumos laidumas yra mažas, tik 1/4 plieno, 1/13 aliuminio ir 1/25 vario. Dėl lėto šilumos išsklaidymo pjovimo srityje tai nepadeda išlaikyti šilumos balanso. Pjovimo proceso metu šilumos išsklaidymo ir aušinimo efektas yra labai prastas, o pjovimo vietoje lengva suformuoti aukštą temperatūrą
Galinės dalies deformacija ir spyruoklė yra didelė, todėl padidėja pjovimo įrankio sukimo momentas, greitai nusidėvi kraštas ir sumažėja patvarumas.
Antra, dėl mažo titano lydinio šilumos laidumo pjovimo šiluma kaupiasi mažame plote šalia pjovimo įrankio, o tai nėra lengva išsklaidyti. Padidėja trintis ant grėblio paviršiaus, todėl nėra lengva pašalinti drožles. Pjovimo šilumą nesunku išsklaidyti, o tai pagreitina įrankių nusidėvėjimą. Galiausiai, titano lydinio cheminis aktyvumas
Aukšta, lengvai reaguoja su įrankio medžiaga, kai apdorojama aukštoje temperatūroje, formuojasi tirpimas ir difuzija, dėl ko įrankis prilimpa, dega ir lūžta.
