Varför är titanlegeringar nödvändiga för flyg- och rymdmaterial?

Titan och flyg har ett okrossbart förhållande. 1953, användningen av titan i motorkapslarna och brandväggarna på DC-T-flygplanet som tillverkats av US Douglas Company, vilket öppnar upp historien om flygtillämpningar i titan. Sedan dess har titan använts inom flyget i mer än ett halvt sekel. Titan kan användas i stor utsträckning inom flyget eftersom det har många värdefulla egenskaper som är lämpliga för flygplanstillämpningar. Idag kommer vi att prata om varför flygmaterial måste använda titanlegering.

Först, introduktionen av titan

År 1948, USA DuPont endast med magnesium metoden ton produktion av titansvamp - detta markerar början på den industriella produktionen av titansvamp som titan. Titanlegering används ofta inom olika områden på grund av dess höga hållfasthet, goda korrosionsbeständighet, värmebeständighet och andra egenskaper.

Titan finns rikligt i jordskorpan, ranking nionde i innehåll, mycket högre än koppar, zink, tenn och andra vanliga metaller. Titan finns allmänt i många stenar, särskilt i sand och lera.

För det andra, egenskaperna hos titan

Hög hållfasthet: 1,3 gånger den för aluminiumlegering, 1,6 gånger den för magnesiumlegering, 3,5 gånger den för rostfritt stål, metallmaterial.

Hög termisk styrka: användningen av temperaturen är flera hundra grader högre än aluminiumlegering, kan vara i en temperatur på 450 ~ 500 grader långvarigt arbete.

Bra korrosionsbeständighet: syra-, alkali- och atmosfärisk korrosionsbeständighet, särskilt stark motståndskraft mot gropfrätning och spänningskorrosion.

Bra lågtemperaturprestanda: titanlegering TA7 med mycket låga interstitiella element kan bibehålla en viss grad av plasticitet vid -253 grad .

Hög kemisk aktivitet: hög kemisk aktivitet vid höga temperaturer, reagerar lätt kemiskt med väte, syre och andra gasformiga föroreningar i luften för att generera ett härdat lager.

Liten värmeledningsförmåga, liten elasticitetsmodul: värmeledningsförmågan är cirka 1/4 av nickel, 1/5 av järn, 1/14 av aluminium, och olika titanlegeringar har en värmeledningsförmåga som är cirka 50% lägre än den för titan. Elasticitetsmodulen för titanlegering är cirka 1/2 av stål.

För det tredje, klassificering och användning av titanlegering

Titanlegeringar kan delas in i: värmebeständiga legeringar, höghållfasta legeringar, korrosionsbeständiga legeringar (titan - molybden, titan - palladiumlegeringar etc.), lågtemperaturlegeringar samt speciella funktionslegeringar (titan - järn) vätelagringsmaterial och titan - nickelminneslegeringar) och så vidare.

Även om titan och dess legeringar inte har använts på länge, har de tilldelats flera hederstitlar på grund av deras enastående prestanda. Den första är "space metal". Dess låga vikt, höga hållfasthet och höga temperaturbeständighet gör den särskilt lämplig för tillverkning av flygplan och olika rymdfarkoster. För närvarande används ungefär tre fjärdedelar av titan och titanlegeringar som produceras i världen inom flygindustrin. Många av de ursprungliga aluminiumlegeringsdelarna har ändrats till titanlegering.

För det fjärde, luftfarten tillämpning av titanlegering

Titanlegering används huvudsakligen för flygplans- och motortillverkningsmaterial, såsom smidning av titaniumfläkt, tryckluftsskiva och blad, motorkåpa, avgasanordning och andra delar, såväl som flygplanets ram med stora balkar och andra strukturella ramdelar. Rymdfarkoster använder huvudsakligen titanlegeringar med hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och lågtemperaturbeständighet för att tillverka en mängd olika tryckkärl, bränsletankar, fästelement, instrumentremmar, ramar och raketskal. Konstgjorda jordsatelliter, månmodul, bemannade rymdskepp och rymdfärjor använder också titanlegeringsplåtsvetsningar.

1950 användes USA i F-84-jaktbombplanet som värmesköld för bakkroppen, vindskydd, bakkåpa och andra icke-bärande komponenter. 60-talet början av användningen av titanlegeringar från den bakre flygkroppen till den mellersta flygkroppen, delvis istället för konstruktionsstål som tillverkar distansramar, balkar, klaffar, glidskenor och andra viktiga bärande komponenter. 70-talet började de civila flygplanen använda titanlegeringar i stora mängder, som mängden titan i Boeing 747 passagerarflygplan uppgick till 3640 kilo titan. Mer än 28 % av maskinens vikt. Med utvecklingen av processteknik, i raketer, satelliter och rymdfarkoster, använde också ett stort antal titanlegeringar.

Ju mer flygplanet är, desto mer titan används. US F-14Ett stridsflygplan som använder titanlegering och står för cirka 25 % av maskinens vikt; F-15En fighter för 25,8 %; Amerikanska fjärde generationens jaktplan med titan mängd av 41% av F119-motorn med titan mängd av 39%, använder för närvarande titan mängd höga flygplan.

Översatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversion)

Titan och flyg har ett okrossbart förhållande. 1953, användningen av titan i motorkapslarna och brandväggarna på DC-T-flygplanet som tillverkats av US Douglas Company, vilket öppnar upp historien om flygtillämpningar i titan. Sedan dess har titan använts inom flyget i mer än ett halvt sekel. Titan kan användas i stor utsträckning inom flyget eftersom det har många värdefulla egenskaper som är lämpliga för flygplanstillämpningar. Idag kommer vi att prata om varför flygmaterial måste använda titanlegering.

Först, introduktionen av titan

År 1948, USA DuPont endast med magnesium metoden ton produktion av titansvamp - detta markerar början på den industriella produktionen av titansvamp som titan. Titanlegering används ofta inom olika områden på grund av dess höga hållfasthet, goda korrosionsbeständighet, värmebeständighet och andra egenskaper.

Titan finns rikligt i jordskorpan, ranking nionde i innehåll, mycket högre än koppar, zink, tenn och andra vanliga metaller. Titan finns allmänt i många stenar, särskilt i sand och lera.

För det andra, egenskaperna hos titan

Hög hållfasthet: 1,3 gånger den för aluminiumlegering, 1,6 gånger den för magnesiumlegering, 3,5 gånger den för rostfritt stål, metallmaterial.

Hög termisk styrka: användningen av temperaturen är flera hundra grader högre än aluminiumlegering, kan vara i en temperatur på 450 ~ 500 grader långvarigt arbete.

Bra korrosionsbeständighet: syra-, alkali- och atmosfärisk korrosionsbeständighet, särskilt stark motståndskraft mot gropfrätning och spänningskorrosion.

Bra lågtemperaturprestanda: titanlegering TA7 med mycket låga interstitiella element kan bibehålla en viss grad av plasticitet vid -253 grad .

Hög kemisk aktivitet: hög kemisk aktivitet vid höga temperaturer, reagerar lätt kemiskt med väte, syre och andra gasformiga föroreningar i luften för att generera ett härdat lager.

Liten värmeledningsförmåga, liten elasticitetsmodul: värmeledningsförmågan är cirka 1/4 av nickel, 1/5 av järn, 1/14 av aluminium, och olika titanlegeringar har en värmeledningsförmåga som är cirka 50% lägre än den för titan. Elasticitetsmodulen för titanlegering är cirka 1/2 av stål.

För det tredje, klassificering och användning av titanlegering

Titanlegeringar kan delas in i: värmebeständiga legeringar, höghållfasta legeringar, korrosionsbeständiga legeringar (titan - molybden, titan - palladiumlegeringar etc.), lågtemperaturlegeringar samt speciella funktionslegeringar (titan - järn) vätelagringsmaterial och titan - nickelminneslegeringar) och så vidare.

Även om titan och dess legeringar inte har använts på länge, har de tilldelats flera hederstitlar på grund av deras enastående prestanda. Den första är "space metal". Dess låga vikt, höga hållfasthet och höga temperaturbeständighet gör den särskilt lämplig för tillverkning av flygplan och olika rymdfarkoster. För närvarande används ungefär tre fjärdedelar av titan och titanlegeringar som produceras i världen inom flygindustrin. Många av de ursprungliga aluminiumlegeringsdelarna har ändrats till titanlegering.

För det fjärde, luftfarten tillämpning av titanlegering

Titanlegering används huvudsakligen för flygplans- och motortillverkningsmaterial, såsom smidning av titaniumfläkt, tryckluftsskiva och blad, motorkåpa, avgasanordning och andra delar, såväl som flygplanets ram med stora balkar och andra strukturella ramdelar. Rymdfarkoster använder huvudsakligen titanlegeringar med hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och lågtemperaturbeständighet för att tillverka en mängd olika tryckkärl, bränsletankar, fästelement, instrumentremmar, ramar och raketskal. Konstgjorda jordsatelliter, månmodul, bemannade rymdskepp och rymdfärjor använder också titanlegeringsplåtsvetsningar.

1950 användes USA i F-84-jaktbombplanet som värmesköld för bakkroppen, vindskydd, bakkåpa och andra icke-bärande komponenter. 60-talet början av användningen av titanlegeringar från den bakre flygkroppen till den mellersta flygkroppen, delvis istället för konstruktionsstål som tillverkar distansramar, balkar, klaffar, glidskenor och andra viktiga bärande komponenter. 70-talet började de civila flygplanen använda titanlegeringar i stora mängder, som mängden titan i Boeing 747 passagerarflygplan uppgick till 3640 kilo titan. Mer än 28 % av maskinens vikt. Med utvecklingen av processteknik, i raketer, satelliter och rymdfarkoster, använde också ett stort antal titanlegeringar.

Ju mer flygplanet är, desto mer titan används. US F-14Ett stridsflygplan som använder titanlegering och står för cirka 25 % av maskinens vikt; F-15En fighter för 25,8 %; Amerikanska fjärde generationens jaktplan med titan mängd av 41% av F119-motorn med titan mängd av 39%, använder för närvarande titan mängd höga flygplan.

V. Titanlegering inom flyget är ett stort antal anledningar till tillämpning

Modern flygnavigering Hög hastighet har nått 2,7 gånger ljudets hastighet. Så snabb överljudsflygning, kommer att göra flygplanet och luften friktion och producera mycket värme. När flyghastigheten når 2,2 gånger ljudets hastighet kan aluminiumlegering inte stå emot. En värmebeständig titanlegering måste användas.

När flygmotorns dragkraft-till-vikt-förhållande från 4 till 6 ökade till 8 till 10, ökade tryckgasutloppstemperaturen på motsvarande sätt från 200 till 300 grader till 500 till 600 grader, de ursprungliga lågtrycksgasskivorna och bladen tillverkade av aluminium måste bytas till titanlegering.

Under de senaste åren, forskare på resultatet av titanlegering forskning arbete, och ständigt göra nya framsteg. Den ursprungliga sammansättningen av titan, aluminium, vanadin titanlegering, hög arbetstemperatur på 550 grader ~ 600 grader, och den nyutvecklade titan aluminium (TiAl) legeringen, hög arbetstemperatur har ökat till 1040 grader.

Titanlegering istället för rostfritt stål för tillverkning av högtryckskompressorskiva och -blad, kan minska den strukturella vikten. Flygplan kan spara 4 % bränsle för varje 10 % viktminskning. För raketer kan varje 1 kg viktminskning öka räckvidden med 15 km.

Sex, titanlegering bearbetning egenskaper analys

Först av allt, den låga värmeledningsförmågan hos titanlegering, endast 1/4 av stål, aluminium 1/13, koppar 1/25, på grund av den långsamma värmeavledningen i skärzonen, som inte bidrar till värmebalansen, i skärprocessen , värmeavledning och kyleffekt är mycket dålig, lätt att bilda en hög temperatur i skärzonen, deformationen av delarna efter bearbetning återhämtning, vilket resulterar i ökat vridmoment på skärverktyget, kanten på kanten av det snabba slitage och minskad hållbarhet.

För det andra, den låga värmeledningsförmågan hos titanlegeringen, så att skärvärmen som ackumuleras i skärkniven nära det lilla området är inte lätt att sprida, friktionen på framsidan ökar, inte lätt att flisa, skärvärmen är inte lätt att sprida, påskynda verktygsslitage. Efter, titanlegering kemisk aktivitet är hög, bearbetning vid höga temperaturer är lätt att reagera med verktygsmaterialet, bildandet av upplösning, diffusion, vilket resulterar i stickkniv, brinnande kniv, trasig kniv och andra fenomen.

Översatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversion)

V. Titanlegering inom flyget är ett stort antal anledningar till tillämpning

Modern flygnavigering Hög hastighet har nått 2,7 gånger ljudets hastighet. Så snabb överljudsflygning, kommer att göra flygplanet och luften friktion och producera mycket värme. När flyghastigheten når 2,2 gånger ljudets hastighet kan aluminiumlegering inte stå emot. En värmebeständig titanlegering måste användas.

När flygmotorns dragkraft-till-vikt-förhållande från 4 till 6 ökade till 8 till 10, ökade tryckgasutloppstemperaturen på motsvarande sätt från 200 till 300 grader till 500 till 600 grader, de ursprungliga lågtrycksgasskivorna och bladen tillverkade av aluminium måste bytas till titanlegering.

Under de senaste åren, forskare på resultatet av titanlegering forskning arbete, och ständigt göra nya framsteg. Den ursprungliga sammansättningen av titan, aluminium, vanadin titanlegering, hög arbetstemperatur på 550 grader ~ 600 grader, och den nyutvecklade titan aluminium (TiAl) legeringen, hög arbetstemperatur har ökat till 1040 grader.

Titanlegering istället för rostfritt stål för tillverkning av högtryckskompressorskiva och -blad, kan minska den strukturella vikten. Flygplan kan spara 4 % bränsle för varje 10 % viktminskning. För raketer kan varje 1 kg viktminskning öka räckvidden med 15 km.

Sex, titanlegering bearbetning egenskaper analys

Först av allt, den låga värmeledningsförmågan hos titanlegering, endast 1/4 av stål, aluminium 1/13, koppar 1/25, på grund av den långsamma värmeavledningen i skärzonen, som inte bidrar till värmebalansen, i skärprocessen , värmeavledning och kyleffekt är mycket dålig, lätt att bilda en hög temperatur i skärzonen, deformationen av delarna efter bearbetning återhämtning, vilket resulterar i ökat vridmoment på skärverktyget, kanten på kanten av det snabba slitage och minskad hållbarhet.

För det andra, den låga värmeledningsförmågan hos titanlegeringen, så att skärvärmen som ackumuleras i skärkniven nära det lilla området är inte lätt att sprida, friktionen på framsidan ökar, inte lätt att flisa, skärvärmen är inte lätt att sprida, påskynda verktygsslitage. Efter, titanlegering kemisk aktivitet är hög, bearbetning vid höga temperaturer är lätt att reagera med verktygsmaterialet, bildandet av upplösning, diffusion, vilket resulterar i stickkniv, brinnande kniv, trasig kniv och andra fenomen.