Zašto moramo koristiti Titanium alloy kao materijal zrakoplova za zračni prijevoz?

1. Uvođenje titana

Godine 1948., američka tvrtka DuPont koristila je metodu magnezija za proizvodnju tona titanijeve spužve- to je označilo početak industrijske proizvodnje titanove spužve. Titanove lekcije široko se koriste u različitim područjima zbog svoje visoke specifične čvrstoće, dobre otpornosti na koroziju i visoke otpornosti na toplinu.　　 Titan obiluje zemljinom korom, na devetom mjestu po sadržaju, mnogo više od uobičajenih metala kao što su bakar, cink i kositar. Titan je široko prisutan u mnogim stijenama, osobito pijesku i glini.

2.Karakteristike titana

Visoka čvrstoća: 1,3 puta aluminijske sličice, 1,6 puta od sličice magnezija, 3,5 puta od nehrđajućeg čelika, šampion među metalnim materijalima.

Visoka toplinska čvrstoća: Radna temperatura je nekoliko stotina stupnjeva viša od one aluminijske sličje, a može dugo raditi na temperaturi od 450 do 500 °C.

Dobra otpornost na koroziju: otpornost na kiselinu, otpornost na alkale, otpornost na atmosfersku koroziju, osobito snažna otpornost na koroziju udubljenja i koroziju stresa.

Dobre performanse niske temperature: Titanijeva leja TA7 s iznimno niskim interstilijalnim elementima može održati određeni stupanj plastičnosti na -253 °C.

Visoka kemijska aktivnost: Kemijska aktivnost je visoka na visokoj temperaturi, a lako reagira s nečistoćama plina kao što su vodik i kisik u zraku kako bi se formirao stvrdnuti sloj.

Toplinska vodljivost je mala, a modul elastičnosti mali: toplinska vodljivost je oko 1/4 nikla, 1/5 željeza i 1/14 aluminija. Toplinska vodljivost raznih titanskih slinjenja je oko 50% niža od titana. Elastični modul titanske sličice je oko 1/2 od čelika.

3.Klasifikacija i uporaba titanskih slinjenja

Titanske leđe mogu se podijeliti na sličice otporne na toplinu, leđe visoke čvrstoće, lenje otporne na koroziju (titanij-molybdenum, titanij-paladijeve leđe itd.), niskoteobne leđe i posebne funkcionalne leđe (titanij-željezo vodik materijali za pohranu i titanij-nikal memorijske slinjenje) Pričekajte.　　 Iako povijest titana i njegovih slinjenja nije duga, već zbog vrhunske izvedbe, osvojila je mnoge časne titule. Prvi osvojeni naslov je "Space Metal". Lagane je težine, jak i otporan na visoke temperature, a posebno je pogodan za proizvodnju zrakoplova i raznih svemirskih letjelica. Trenutno se oko tri četvrtine titanskih i titanskih slinjenja proizvedenih u svijetu koristi u zrakoplovnoj industriji. Mnogi dijelovi koji su izvorno koristili aluminijske sličice promijenili su se u titanske slinjenice.

4.Zrakoplovne primjene titanskih slinjenja

Titanske sličice uglavnom se koriste u materijalima za proizvodnju zrakoplova i motora, kao što su kovani titanski ventilatori, kompresorni diskovi i oštrice, nape motora, ispušni uređaji i drugi dijelovi, kao i strukturni dijelovi okvira kao što su okviri nosača zrakoplova. Svemirska letjelica uglavnom koristi visoku specifičnu čvrstoću, otpornost na koroziju i nisku temperaturnu otpornost titanskih leća za proizvodnju različitih tlačnih posuda, spremnika goriva, pričvršćivača, remena za instrumente, okvira i raketnih školjki. Umjetni zemaljski sateliti, lunarni moduli, svemirske letjelice s ljudskom posadom i svemirski šatlovi također koriste dijelove zavarene od titanskih slinovnih listova.　　Zašto moramo koristiti titansku slino za materijal zrakoplova za zračni prijevoz?　　 1950. godine, Sjedinjene Države su ga prvi put koristile na F-84 lovcima-bombarderima kao komponente koje ne nose teret, kao što su toplinski štitovi stražnjeg trupa, deflektori vjetra i repni pokrivači. Od 1960-ih, upotreba titanijeve leđe prešla je iz stražnjeg trupa u srednji trup, djelomično zamjenjujući strukturni čelik kako bi se napravile važne komponente nosivosti kao što su pregrade, grede i tobogani. Od 1970-ih, civilni zrakoplovi počeli su koristiti titanske slinjenje u velikim količinama. Primjerice, putnički zrakoplov Boeing 747 koristi više od 3640 kilograma titana, što čini 28 posto težine zrakoplova. Razvojem tehnologije obrade velika količina titanijeve slinjenja koristi se i u raketama, umjetnim satelitima i svemirskim letjelicama. Što je zrakoplov napredniji, to se više koristi titan. Titanska slinožja koju koriste američki borbeni zrakoplovi F-14A čini oko 25% težine zrakoplova; borbeni zrakoplovi F-15A čine 25,8%; američki borbeni zrakoplovi četvrte generacije koriste 41% titana, a F119 motor koristi 39% titana. Zrakoplov s najvećom količinom titana.

5.Razlog zašto se titanijeva slinoti široko koristi u zrakoplovstvu

Najveća brzina modernih zrakoplova dosegla je više od 2,7 puta veću brzinu od brzine zvuka. Takav brzi nadzvučni let uzrokovat će da se zrakoplov trlja o zrak i stvara puno topline. Kada brzina leta dosegne 2,2 puta veću brzinu od brzine zvuka, aluminijska sličica to ne može izdržati. Mora se koristiti titanska slinorija otporna na visoke temperature. Kada se omjer potiska i težine aeromotora poveća s 4-6 na 8-10, a temperatura utičnice kompresora poveća s 200-300 °C na 500-600 °C, izvorni niskotlačni kompresorni diskovi i oštrice od aluminija moraju se promijeniti u Titanium slinjenje. Posljednjih godina znanstvenici kontinuirano napreduju u istraživanju svojstava titanskih slinjenja. Originalna titanska leja sastavljena od titana, aluminija i vanadija ima maksimalnu radnu temperaturu od 550°C do 600°C, dok novorazvijena aluminijska leja od titana (TiAl) ima maksimalnu radnu temperaturu od 1040°C. Korištenje titanske sličice umjesto nehrđajućeg čelika za proizvodnju visokotlačnih kompresorskih diskova i oštrica može smanjiti strukturnu težinu. Svako smanjenje težine zrakoplova od 10% može uštedjeti 4% goriva. Za raketu, svako smanjenje težine od 1 kg može povećati domet od 15 km.

6.Analiza karakteristika strojne obrade titanijeve slinjenja

Prvo, toplinska vodljivost titanskih slinjenja je niska, samo 1/4 čelika, 1/13 aluminija i 1/25 bakra. Zbog sporog rasipanja topline u zoni rezanja, ne pogoduje toplinskoj ravnoteži. Tijekom procesa rezanja, učinak rasipanja i hlađenja topline je vrlo loš, a lako se formira visoka temperatura u zoni rezanja. Nakon obrade, deformacija i oporavak dijelova su veliki, uzrokujući povećanje zakrapljivanja alata za rezanje i brzo trošenje najsuvremenijeg trošenja. Trajnost je smanjena. Drugo, niska toplinska vodljivost titanske sličice čini toplinu rezanja teško raspršiti u malom području u blizini alata za rezanje. Trenje lica grablje je povećano, uklanjanje čipa nije lako, a rezanje topline teško se raspršuje, što ubrzava trošenje alata. Konačno, titanske leđe imaju visoku kemijsku aktivnost i lako se reagiraju s materijalima alata kada se obrađuju na visokim temperaturama, tvore otapanje i difuziju, uzrokujući lijepljenje, spaljivanje i razbijanje noža.