Zašto su legure titanijuma neophodne za vazduhoplovne materijale?

Titanijum i avijacija imaju neraskidivu vezu. 1953., upotreba titanijuma u kućištima motora i zaštitnim zidovima DC-T aviona koje je proizvela američka kompanija Douglas, čime je otvorena istorija primene titanijuma u vazduhoplovstvu. Od tada se titanijum koristi u vazduhoplovstvu više od pola veka. Titanijum se može široko koristiti u avijaciji jer ima mnoga vrijedna svojstva pogodna za primjenu u avionima. Danas ćemo govoriti o tome zašto zrakoplovni materijali moraju koristiti leguru titana.

Prvo, uvođenje titanijuma

Godine 1948., Sjedinjene Američke Države DuPont samo sa magnezijumskom metodom tona proizvodnje titanijumskog sunđera - ovo označava početak industrijske proizvodnje titanijumskog sunđera koji titanijum. Titanijumska legura ima široku primenu u raznim oblastima zbog svoje visoke čvrstoće, dobre otpornosti na koroziju, otpornosti na toplotu i drugih karakteristika.

Titana ima u izobilju u zemljinoj kori, zauzima deveto mjesto po sadržaju, mnogo više od bakra, cinka, kalaja i drugih uobičajenih metala. Titan se široko nalazi u mnogim stijenama, posebno u pijesku i glini.

Drugo, karakteristike titanijuma

Visoka čvrstoća: 1,3 puta veća od legure aluminijuma, 1,6 puta više od legure magnezijuma, 3,5 puta više od nerđajućeg čelika, metalnih materijala.

Visoka termička čvrstoća: upotreba temperature je nekoliko stotina stepeni viša od legure aluminijuma, može biti na temperaturi od 450 ~ 500 stepeni dugotrajnog rada.

Dobra otpornost na koroziju: otpornost na kiselinu, alkalije i atmosfersku koroziju, posebno jaka otpornost na koroziju pod naponom i koroziju.

Dobre performanse pri niskim temperaturama: legura titanijuma TA7 sa veoma niskim međuprostornim elementima može održati određeni stepen plastičnosti na -253 stepenu.

Visoka hemijska aktivnost: visoka hemijska aktivnost na visokim temperaturama, lako hemijski reaguje sa vodonikom, kiseonikom i drugim gasovitim nečistoćama u vazduhu kako bi se stvorio stvrdnuti sloj.

Mala toplotna provodljivost, mali modul elastičnosti: toplotna provodljivost je oko 1/4 nikla, 1/5 gvožđa, 1/14 aluminijuma, a razne legure titana imaju toplotnu provodljivost oko 50% nižu od one kod titanijuma. Modul elastičnosti legure titana je oko 1/2 čelika.

Treće, klasifikacija i upotreba legure titana

Legure titana se mogu podijeliti na: legure otporne na toplinu, legure visoke čvrstoće, legure otporne na koroziju (titan - molibden, titan - legure paladija, itd.), legure na niskim temperaturama, kao i legure specijalne funkcionalnosti (titan - željezo materijali za skladištenje vodonika i legure memorije titanijum-nikl) i tako dalje.

Iako se titan i njegove legure dugo vremena ne koriste, zbog svojih izvanrednih performansi nagrađeni su nekoliko počasnih titula. Prvi je "svemirski metal". Njegova mala težina, visoka čvrstoća i otpornost na visoke temperature čine ga posebno pogodnim za proizvodnju aviona i raznih svemirskih letjelica. Trenutno se oko tri četvrtine titanijuma i titanijumskih legura proizvedenih u svetu koristi u vazduhoplovnoj industriji. Mnogi originalni dijelovi od legure aluminija su promijenjeni u legure titana.

Četvrto, primjena titanijumske legure u zrakoplovstvu

Titanijumska legura se uglavnom koristi za materijale za proizvodnju aviona i motora, kao što su ventilator za kovanje titanijuma, disk i lopatica za vazduh pod pritiskom, poklopac motora, izduvni uređaj i drugi delovi, kao i okvir velikih greda aviona i drugi strukturni delovi okvira. Svemirske letjelice uglavnom koriste legure titanijuma visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju i niske temperature za proizvodnju raznih posuda pod pritiskom, rezervoara za skladištenje goriva, zatvarača, traka za instrumente, okvira i školjki raketa. Umjetni sateliti Zemlje, lunarni moduli, svemirski brodovi s ljudskom posadom i svemirski šatlovi također koriste zavarene ploče od legure titanijuma.

Godine 1950. Sjedinjene Države su u lovcu-bombarderu F-84 koristile kao toplinski štit stražnjeg trupa, vjetrobran, repni poklopac i druge nenosive komponente. 60-ih godina početak upotrebe titanijumskih legura od zadnjeg trupa do srednjeg trupa, djelomično umjesto konstrukcijskog čelika za proizvodnju odstojnih okvira, greda, zakrilaca, kliznih šina i drugih važnih nosivih komponenti. 70-ih godina, civilni avioni su počeli da koriste legure titanijuma u velikim količinama, kao što je količina titanijuma u putničkom avionu Boeing 747 iznosila 3640 kilograma titanijuma. Više od 28% težine mašine. Sa razvojem tehnologije obrade, u raketama, satelitima i svemirskim letelicama, koristio se i veliki broj legura titanijuma.

Što je više aviona, više se koristi titanijum. US F{0}}Lovac koji koristi leguru titanijuma, koji čini oko 25% težine mašine; F-15Borac za 25,8%; Američki lovac četvrte generacije sa količinom titana od 41% od motora F119 sa količinom titana od 39% trenutno koristi količinu titana u visokoj letelici.

Prevedeno sa www.DeepL.com/Translator (besplatna verzija)

Titanijum i avijacija imaju neraskidivu vezu. 1953., upotreba titanijuma u kućištima motora i zaštitnim zidovima DC-T aviona koje je proizvela američka kompanija Douglas, čime je otvorena istorija primene titanijuma u vazduhoplovstvu. Od tada se titanijum koristi u vazduhoplovstvu više od pola veka. Titanijum se može široko koristiti u avijaciji jer ima mnoga vrijedna svojstva pogodna za primjenu u avionima. Danas ćemo govoriti o tome zašto zrakoplovni materijali moraju koristiti leguru titana.

Prvo, uvođenje titanijuma

Godine 1948., Sjedinjene Američke Države DuPont samo sa magnezijumskom metodom tona proizvodnje titanijumskog sunđera - ovo označava početak industrijske proizvodnje titanijumskog sunđera koji titanijum. Titanijumska legura ima široku primenu u raznim oblastima zbog svoje visoke čvrstoće, dobre otpornosti na koroziju, otpornosti na toplotu i drugih karakteristika.

Titana ima u izobilju u zemljinoj kori, zauzima deveto mjesto po sadržaju, mnogo više od bakra, cinka, kalaja i drugih uobičajenih metala. Titan se široko nalazi u mnogim stijenama, posebno u pijesku i glini.

Drugo, karakteristike titanijuma

Visoka čvrstoća: 1,3 puta veća od legure aluminijuma, 1,6 puta više od legure magnezijuma, 3,5 puta više od nerđajućeg čelika, metalnih materijala.

Visoka termička čvrstoća: upotreba temperature je nekoliko stotina stepeni viša od legure aluminijuma, može biti na temperaturi od 450 ~ 500 stepeni dugotrajnog rada.

Dobra otpornost na koroziju: otpornost na kiselinu, alkalije i atmosfersku koroziju, posebno jaka otpornost na koroziju pod naponom i koroziju.

Dobre performanse pri niskim temperaturama: legura titanijuma TA7 sa veoma niskim međuprostornim elementima može održati određeni stepen plastičnosti na -253 stepenu.

Visoka hemijska aktivnost: visoka hemijska aktivnost na visokim temperaturama, lako hemijski reaguje sa vodonikom, kiseonikom i drugim gasovitim nečistoćama u vazduhu kako bi se stvorio stvrdnuti sloj.

Mala toplotna provodljivost, mali modul elastičnosti: toplotna provodljivost je oko 1/4 nikla, 1/5 gvožđa, 1/14 aluminijuma, a razne legure titana imaju toplotnu provodljivost oko 50% nižu od one kod titanijuma. Modul elastičnosti legure titana je oko 1/2 čelika.

Treće, klasifikacija i upotreba legure titana

Legure titana se mogu podijeliti na: legure otporne na toplinu, legure visoke čvrstoće, legure otporne na koroziju (titan - molibden, titan - legure paladija, itd.), legure na niskim temperaturama, kao i legure specijalne funkcionalnosti (titan - željezo materijali za skladištenje vodonika i legure memorije titanijum-nikl) i tako dalje.

Iako se titan i njegove legure dugo vremena ne koriste, zbog svojih izvanrednih performansi nagrađeni su nekoliko počasnih titula. Prvi je "svemirski metal". Njegova mala težina, visoka čvrstoća i otpornost na visoke temperature čine ga posebno pogodnim za proizvodnju aviona i raznih svemirskih letjelica. Trenutno se oko tri četvrtine titanijuma i titanijumskih legura proizvedenih u svetu koristi u vazduhoplovnoj industriji. Mnogi originalni dijelovi od legure aluminija su promijenjeni u legure titana.

Četvrto, primjena titanijumske legure u zrakoplovstvu

Titanijumska legura se uglavnom koristi za materijale za proizvodnju aviona i motora, kao što su ventilator za kovanje titanijuma, disk i lopatica za vazduh pod pritiskom, poklopac motora, izduvni uređaj i drugi delovi, kao i okvir velikih greda aviona i drugi strukturni delovi okvira. Svemirske letjelice uglavnom koriste legure titanijuma visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju i niske temperature za proizvodnju raznih posuda pod pritiskom, rezervoara za skladištenje goriva, zatvarača, traka za instrumente, okvira i školjki raketa. Umjetni sateliti Zemlje, lunarni moduli, svemirski brodovi s ljudskom posadom i svemirski šatlovi također koriste zavarene ploče od legure titanijuma.

Godine 1950. Sjedinjene Države su u lovcu-bombarderu F-84 koristile kao toplinski štit stražnjeg trupa, vjetrobran, repni poklopac i druge nenosive komponente. 60-ih godina početak upotrebe titanijumskih legura od zadnjeg trupa do srednjeg trupa, djelomično umjesto konstrukcijskog čelika za proizvodnju odstojnih okvira, greda, zakrilaca, kliznih šina i drugih važnih nosivih komponenti. 70-ih godina, civilni avioni su počeli da koriste legure titanijuma u velikim količinama, kao što je količina titanijuma u putničkom avionu Boeing 747 iznosila 3640 kilograma titanijuma. Više od 28% težine mašine. Sa razvojem tehnologije obrade, u raketama, satelitima i svemirskim letelicama, koristio se i veliki broj legura titanijuma.

Što je više aviona, više se koristi titanijum. US F{0}}Lovac koji koristi leguru titanijuma, koji čini oko 25% težine mašine; F-15Borac za 25,8%; Američki lovac četvrte generacije sa količinom titana od 41% od motora F119 sa količinom titana od 39% trenutno koristi količinu titana u visokoj letelici.

V. Legura titanijuma u vazduhoplovstvu je veliki broj razloga za primenu

Moderna navigacija aviona Velika brzina je dostigla 2,7 puta brzinu zvuka. Tako brz supersonični let, stvoriće trenje letelice i vazduha i proizvesti mnogo toplote. Kada brzina leta dostigne 2,2 puta brzinu zvuka, aluminijska legura ne može izdržati. Mora se koristiti legura titanijuma otporna na toplotu.

Kada se omjer potiska prema težini avio-motora sa 4 na 6 povećao na 8 do 10, temperatura na izlazu plina pod tlakom se povećala sa 200 na 300 stupnjeva na 500 do 600 stupnjeva, napravljeni su originalni plinski diskovi i lopatice pod niskim pritiskom. aluminijuma se mora promeniti u leguru titanijuma.

Poslednjih godina naučnici na izvođenju legura titanijuma istražuju i stalno napreduju. Originalni sastav titanijuma, aluminijuma, legura vanadijuma i titanijuma, visoke radne temperature od 550 stepeni ~ 600 stepeni, i novorazvijene legure titanijum aluminijuma (TiAl), visoka radna temperatura je porasla na 1040 stepeni.

Titanijumska legura umjesto nehrđajućeg čelika za proizvodnju diska i oštrice kompresora visokog pritiska može smanjiti strukturnu težinu. Zrakoplov može uštedjeti 4% goriva za svakih 10% smanjenja težine. Za rakete, svaki gubitak težine od 1 kg može povećati domet od 15 km.

Šest, analiza karakteristika obrade legure titanijuma

Pre svega, niska toplotna provodljivost legure titana, samo 1/4 čelika, aluminijuma 1/13, bakra 1/25, zbog sporog odvođenja toplote u zoni rezanja, što ne doprinosi toplotnoj ravnoteži, u procesu rezanja , rasipanje topline i učinak hlađenja su vrlo loši, lako se formira visoka temperatura u zoni rezanja, deformacija dijelova nakon odskoka obrade, što rezultira povećanim okretnim momentom na reznom alatu, ivica ivice brzog habanja i smanjena trajnost.

Drugo, niska toplotna provodljivost legure titanijuma, tako da toplotu rezanja akumuliranu u nožu za rezanje u blizini male površine nije lako širiti, trenje prednje strane se povećava, nije lako odlomiti, toplotu rezanja nije lako širiti, ubrzati trošenje alata. Nakon toga, hemijska aktivnost legure titana je visoka, obrada na visokim temperaturama je lako reagovati sa materijalom alata, formiranje rastvaranja, difuzije, što rezultira lepljenjem noža, nožem koji gori, slomljenim nožem i drugim pojavama.

Prevedeno sa www.DeepL.com/Translator (besplatna verzija)

V. Legura titanijuma u vazduhoplovstvu je veliki broj razloga za primenu

Moderna navigacija aviona Velika brzina je dostigla 2,7 puta brzinu zvuka. Tako brz supersonični let, stvoriće trenje letelice i vazduha i proizvesti mnogo toplote. Kada brzina leta dostigne 2,2 puta brzinu zvuka, aluminijska legura ne može izdržati. Mora se koristiti legura titanijuma otporna na toplotu.

Kada se omjer potiska prema težini avio-motora sa 4 na 6 povećao na 8 do 10, temperatura na izlazu plina pod tlakom se povećala sa 200 na 300 stupnjeva na 500 do 600 stupnjeva, napravljeni su originalni plinski diskovi i lopatice pod niskim pritiskom. aluminijuma se mora promeniti u leguru titanijuma.

Poslednjih godina naučnici na izvođenju legura titanijuma istražuju i stalno napreduju. Originalni sastav titanijuma, aluminijuma, legura vanadijuma i titanijuma, visoke radne temperature od 550 stepeni ~ 600 stepeni, i novorazvijene legure titanijum aluminijuma (TiAl), visoka radna temperatura je porasla na 1040 stepeni.

Titanijumska legura umjesto nehrđajućeg čelika za proizvodnju diska i oštrice kompresora visokog pritiska može smanjiti strukturnu težinu. Zrakoplov može uštedjeti 4% goriva za svakih 10% smanjenja težine. Za rakete, svaki gubitak težine od 1 kg može povećati domet od 15 km.

Šest, analiza karakteristika obrade legure titanijuma

Pre svega, niska toplotna provodljivost legure titana, samo 1/4 čelika, aluminijuma 1/13, bakra 1/25, zbog sporog odvođenja toplote u zoni rezanja, što ne doprinosi toplotnoj ravnoteži, u procesu rezanja , rasipanje topline i učinak hlađenja su vrlo loši, lako se formira visoka temperatura u zoni rezanja, deformacija dijelova nakon odskoka obrade, što rezultira povećanim okretnim momentom na reznom alatu, ivica ivice brzog habanja i smanjena trajnost.

Drugo, niska toplotna provodljivost legure titanijuma, tako da toplotu rezanja akumuliranu u nožu za rezanje u blizini male površine nije lako širiti, trenje prednje strane se povećava, nije lako odlomiti, toplotu rezanja nije lako širiti, ubrzati trošenje alata. Nakon toga, hemijska aktivnost legure titana je visoka, obrada na visokim temperaturama je lako reagovati sa materijalom alata, formiranje rastvaranja, difuzije, što rezultira lepljenjem noža, nožem koji gori, slomljenim nožem i drugim pojavama.