Hvorfor er titanlegeringer nødvendig for romfartsmaterialer?

Titan og luftfart har et ubrytelig forhold. 1953, bruken av titan i motorkapslene og brannveggene til DC-T-flyene produsert av US Douglas Company, og åpnet dermed historien til titan-romfartsapplikasjoner. Siden den gang har titan blitt brukt i luftfarten i mer enn et halvt århundre. Titan kan brukes mye i luftfarten fordi det har mange verdifulle egenskaper egnet for flyapplikasjoner. I dag skal vi snakke om hvorfor luftfartsmaterialer må bruke titanlegering.

Først, introduksjonen av titan

I 1948, USA DuPont bare med magnesium-metoden tonn produksjon av titan svamp - dette markerer begynnelsen på industriell produksjon av titan svamp som titan. Titanlegering er mye brukt i forskjellige felt på grunn av sin høye styrke, gode korrosjonsbestandighet, varmebestandighet og andre egenskaper.

Titan er rikelig i jordskorpen, rangering niende i innhold, mye høyere enn kobber, sink, tinn og andre vanlige metaller. Titan er mye funnet i mange bergarter, spesielt i sand og leire.

For det andre, egenskapene til titan

Høy styrke: 1,3 ganger den for aluminiumslegering, 1,6 ganger den for magnesiumlegering, 3,5 ganger den for rustfritt stål, metallmaterialer.

Høy termisk styrke: bruken av temperaturen er flere hundre grader høyere enn aluminiumslegering, kan være i en temperatur på 450 ~ 500 grader langsiktig arbeid.

God korrosjonsbestandighet: syre-, alkali- og atmosfærisk korrosjonsbestandighet, spesielt sterk motstand mot grop- og spenningskorrosjon.

God ytelse ved lav temperatur: titanlegering TA7 med svært lave mellomliggende elementer kan opprettholde en viss grad av plastisitet ved -253 grad .

Høy kjemisk aktivitet: høy kjemisk aktivitet ved høye temperaturer, reagerer lett kjemisk med hydrogen, oksygen og andre gassformige urenheter i luften for å generere et herdet lag.

Liten varmeledningsevne, liten elastisitetsmodul: den termiske ledningsevnen er omtrent 1/4 av nikkel, 1/5 av jern, 1/14 av aluminium, og forskjellige titanlegeringer har en varmeledningsevne på omtrent 50 % lavere enn titan. Elastisitetsmodulen til titanlegering er omtrent 1/2 av stål.

Tredje, klassifisering og bruk av titanlegering

Titanlegeringer kan deles inn i: varmebestandige legeringer, høyfaste legeringer, korrosjonsbestandige legeringer (titan - molybden, titan - palladium legeringer, etc.), lavtemperatur legeringer, samt spesielle funksjonelle legeringer (titan - jern) hydrogenlagringsmaterialer og titan - nikkel-minnelegeringer) og så videre.

Selv om titan og dets legeringer ikke har vært brukt på lenge, har de blitt tildelt flere hederlige titler på grunn av deres enestående ytelse. Den første er "space metal". Dens lette vekt, høye styrke og høye temperaturmotstand gjør den spesielt egnet for produksjon av fly og forskjellige romfartøyer. For tiden brukes omtrent tre fjerdedeler av titan og titanlegeringer som produseres i verden i romfartsindustrien. Mange av de originale aluminiumslegeringsdelene har blitt endret til titanlegering.

Fjerde, luftfarten anvendelse av titanlegering

Titanlegering brukes hovedsakelig til fly- og motorproduksjonsmaterialer, for eksempel smiing av titanvifte, trykkluftskive og blad, motordeksel, eksosanordning og andre deler, samt flyets store bjelkerramme og andre strukturelle rammedeler. Romfartøyer bruker hovedsakelig titanlegeringer med høy styrke, korrosjonsmotstand og lavtemperaturmotstand for å produsere en rekke trykkbeholdere, drivstofflagringstanker, festemidler, instrumentstropper, rammer og rakettskall. Kunstige jordsatellitter, månemodul, bemannede romskip og romferger bruker også sveising av titanlegeringsplater.

I 1950 ble USA i F-84 jagerbombefly brukt som varmeskjold på skroget bak, vindskjerm, haledeksel og andre ikke-bærende komponenter. 60-tallet begynnelsen av bruken av titanlegeringer fra den bakre flykroppen til den midtre flykroppen, delvis i stedet for konstruksjonsstål som produserer avstandsrammer, bjelker, klaffer, glideskinner og andre viktige bærende komponenter. 70-tallet begynte de sivile flyene å bruke titanlegeringer i store mengder, slik som mengden titan i Boeing 747-passasjerflyene utgjorde 3640 kilo titan. Mer enn 28 % av maskinens vekt. Med utviklingen av prosesseringsteknologi, i raketter, satellitter og romfartøy, brukte også et stort antall titanlegeringer.

Jo mer flyet er, jo mer titan brukes. US F-14Et jagerfly som bruker titanlegering, og står for omtrent 25 % av maskinens vekt; F-15En fighter for 25,8 %; Amerikansk fjerde generasjons jagerfly med titanmengde på 41% av F119-motoren med titanmengde på 39%, bruker for tiden titanmengde av høye fly.

Oversatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversjon)

Titan og luftfart har et ubrytelig forhold. 1953, bruken av titan i motorkapslene og brannveggene til DC-T-flyene produsert av US Douglas Company, og åpnet dermed historien til titan-romfartsapplikasjoner. Siden den gang har titan blitt brukt i luftfarten i mer enn et halvt århundre. Titan kan brukes mye i luftfarten fordi det har mange verdifulle egenskaper egnet for flyapplikasjoner. I dag skal vi snakke om hvorfor luftfartsmaterialer må bruke titanlegering.

Først, introduksjonen av titan

I 1948, USA DuPont bare med magnesium-metoden tonn produksjon av titan svamp - dette markerer begynnelsen på industriell produksjon av titan svamp som titan. Titanlegering er mye brukt i forskjellige felt på grunn av sin høye styrke, gode korrosjonsbestandighet, varmebestandighet og andre egenskaper.

Titan er rikelig i jordskorpen, rangering niende i innhold, mye høyere enn kobber, sink, tinn og andre vanlige metaller. Titan er mye funnet i mange bergarter, spesielt i sand og leire.

For det andre, egenskapene til titan

Høy styrke: 1,3 ganger den for aluminiumslegering, 1,6 ganger den for magnesiumlegering, 3,5 ganger den for rustfritt stål, metallmaterialer.

Høy termisk styrke: bruken av temperaturen er flere hundre grader høyere enn aluminiumslegering, kan være i en temperatur på 450 ~ 500 grader langsiktig arbeid.

God korrosjonsbestandighet: syre-, alkali- og atmosfærisk korrosjonsbestandighet, spesielt sterk motstand mot grop- og spenningskorrosjon.

God ytelse ved lav temperatur: titanlegering TA7 med svært lave mellomliggende elementer kan opprettholde en viss grad av plastisitet ved -253 grad .

Høy kjemisk aktivitet: høy kjemisk aktivitet ved høye temperaturer, reagerer lett kjemisk med hydrogen, oksygen og andre gassformige urenheter i luften for å generere et herdet lag.

Liten varmeledningsevne, liten elastisitetsmodul: den termiske ledningsevnen er omtrent 1/4 av nikkel, 1/5 av jern, 1/14 av aluminium, og forskjellige titanlegeringer har en varmeledningsevne på omtrent 50 % lavere enn titan. Elastisitetsmodulen til titanlegering er omtrent 1/2 av stål.

Tredje, klassifisering og bruk av titanlegering

Titanlegeringer kan deles inn i: varmebestandige legeringer, høyfaste legeringer, korrosjonsbestandige legeringer (titan - molybden, titan - palladium legeringer, etc.), lavtemperatur legeringer, samt spesielle funksjonelle legeringer (titan - jern) hydrogenlagringsmaterialer og titan - nikkel-minnelegeringer) og så videre.

Selv om titan og dets legeringer ikke har vært brukt på lenge, har de blitt tildelt flere hederlige titler på grunn av deres enestående ytelse. Den første er "space metal". Dens lette vekt, høye styrke og høye temperaturmotstand gjør den spesielt egnet for produksjon av fly og forskjellige romfartøyer. For tiden brukes omtrent tre fjerdedeler av titan og titanlegeringer som produseres i verden i romfartsindustrien. Mange av de originale aluminiumslegeringsdelene har blitt endret til titanlegering.

Fjerde, luftfarten anvendelse av titanlegering

Titanlegering brukes hovedsakelig til fly- og motorproduksjonsmaterialer, for eksempel smiing av titanvifte, trykkluftskive og blad, motordeksel, eksosanordning og andre deler, samt flyets store bjelkerramme og andre strukturelle rammedeler. Romfartøyer bruker hovedsakelig titanlegeringer med høy styrke, korrosjonsmotstand og lavtemperaturmotstand for å produsere en rekke trykkbeholdere, drivstofflagringstanker, festemidler, instrumentstropper, rammer og rakettskall. Kunstige jordsatellitter, månemodul, bemannede romskip og romferger bruker også sveising av titanlegeringsplater.

I 1950 ble USA i F-84 jagerbombefly brukt som varmeskjold på skroget bak, vindskjerm, haledeksel og andre ikke-bærende komponenter. 60-tallet begynnelsen av bruken av titanlegeringer fra den bakre flykroppen til den midtre flykroppen, delvis i stedet for konstruksjonsstål som produserer avstandsrammer, bjelker, klaffer, glideskinner og andre viktige bærende komponenter. 70-tallet begynte de sivile flyene å bruke titanlegeringer i store mengder, slik som mengden titan i Boeing 747-passasjerflyene utgjorde 3640 kilo titan. Mer enn 28 % av maskinens vekt. Med utviklingen av prosesseringsteknologi, i raketter, satellitter og romfartøy, brukte også et stort antall titanlegeringer.

Jo mer flyet er, jo mer titan brukes. US F-14Et jagerfly som bruker titanlegering, og står for omtrent 25 % av maskinens vekt; F-15En fighter for 25,8 %; Amerikansk fjerde generasjons jagerfly med titanmengde på 41% av F119-motoren med titanmengde på 39%, bruker for tiden titanmengde av høye fly.

V. Titanium legering i luftfarten er et stort antall årsaker til bruk

Moderne flynavigasjon Høy hastighet har nådd 2,7 ganger lydhastigheten. Så rask supersonisk flytur, vil gjøre flyet og luften friksjon og produsere mye varme. Når flyhastigheten når 2,2 ganger lydhastigheten, tåler ikke aluminiumslegering. En varmebestandig titanlegering må brukes.

Når flymotorens skyvekraft-til-vekt-forhold fra 4 til 6 økte til 8 til 10, økte trykkgassutløpstemperaturen tilsvarende fra 200 til 300 grader til 500 til 600 grader, de originale lavtrykks-trykkgassskivene og -bladene laget av aluminium må endres til titanlegering.

I de siste årene har forskere på ytelsen til titanlegering forskning arbeidet, og stadig gjøre nye fremskritt. Den opprinnelige sammensetningen av titan, aluminium, vanadium titanlegering, høy arbeidstemperatur på 550 grader ~ 600 grader, og den nyutviklede titan aluminium (TiAl) legeringen, høy arbeidstemperatur har økt til 1040 grader.

Titanlegering i stedet for rustfritt stål for å produsere høytrykkskompressorskive og -blad, kan redusere strukturell vekt. Fly kan spare 4 % drivstoff for hver 10 % vektreduksjon. For raketter kan hver 1 kg vektreduksjon øke rekkevidden på 15 km.

Seks, titanium legering maskinering egenskaper analyse

Først av alt, den lave termiske ledningsevnen til titanlegering, kun 1/4 av stål, aluminium 1/13, kobber 1/25, på grunn av den langsomme varmespredningen i skjæresonen, som ikke bidrar til termisk balanse, i skjæreprosessen , varmeavledningen og kjøleeffekten er svært dårlig, lett å danne en høy temperatur i skjæresonen, deformasjonen av delene etter bearbeiding tilbake, noe som resulterer i økt dreiemoment på skjæreverktøyet, kanten av kanten av den raske slitasjen og redusert holdbarhet.

For det andre er den lave termiske ledningsevnen til titanlegering, slik at skjærevarmen akkumulert i skjærekniven nær det lille arealområdet ikke er lett å spre, friksjonen på frontflaten øker, ikke lett å flise, skjærevarmen er ikke lett å spre. spre, fremskynde verktøyslitasje. Etter, titanlegering kjemisk aktivitet er høy, behandling ved høye temperaturer er lett å reagere med verktøyet materiale, dannelse av oppløsning, diffusjon, noe som resulterer i stikkkniv, brennende kniv, ødelagt kniv og andre fenomener.

Oversatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversjon)

V. Titanium legering i luftfarten er et stort antall årsaker til bruk

Moderne flynavigasjon Høy hastighet har nådd 2,7 ganger lydhastigheten. Så rask supersonisk flytur, vil gjøre flyet og luften friksjon og produsere mye varme. Når flyhastigheten når 2,2 ganger lydhastigheten, tåler ikke aluminiumslegering. En varmebestandig titanlegering må brukes.

Når flymotorens skyvekraft-til-vekt-forhold fra 4 til 6 økte til 8 til 10, økte trykkgassutløpstemperaturen tilsvarende fra 200 til 300 grader til 500 til 600 grader, de originale lavtrykks-trykkgassskivene og -bladene laget av aluminium må endres til titanlegering.

I de siste årene har forskere på ytelsen til titanlegering forskning arbeidet, og stadig gjøre nye fremskritt. Den opprinnelige sammensetningen av titan, aluminium, vanadium titanlegering, høy arbeidstemperatur på 550 grader ~ 600 grader, og den nyutviklede titan aluminium (TiAl) legeringen, høy arbeidstemperatur har økt til 1040 grader.

Titanlegering i stedet for rustfritt stål for å produsere høytrykkskompressorskive og -blad, kan redusere strukturell vekt. Fly kan spare 4 % drivstoff for hver 10 % vektreduksjon. For raketter kan hver 1 kg vektreduksjon øke rekkevidden på 15 km.

Seks, titanium legering maskinering egenskaper analyse

Først av alt, den lave termiske ledningsevnen til titanlegering, kun 1/4 av stål, aluminium 1/13, kobber 1/25, på grunn av den langsomme varmespredningen i skjæresonen, som ikke bidrar til termisk balanse, i skjæreprosessen , varmeavledningen og kjøleeffekten er svært dårlig, lett å danne en høy temperatur i skjæresonen, deformasjonen av delene etter bearbeiding tilbake, noe som resulterer i økt dreiemoment på skjæreverktøyet, kanten av kanten av den raske slitasjen og redusert holdbarhet.

For det andre er den lave termiske ledningsevnen til titanlegering, slik at skjærevarmen akkumulert i skjærekniven nær det lille arealområdet ikke er lett å spre, friksjonen på frontflaten øker, ikke lett å flise, skjærevarmen er ikke lett å spre. spre, fremskynde verktøyslitasje. Etter, titanlegering kjemisk aktivitet er høy, behandling ved høye temperaturer er lett å reagere med verktøyet materiale, dannelse av oppløsning, diffusjon, noe som resulterer i stikkkniv, brennende kniv, ødelagt kniv og andre fenomener.