Nima uchun titanium qotishmasidan havo transporti samolyotlarining materiali sifatida foydalanishimiz kerak?

1. Titanning kiritilishi

1948 yilda Amerikaning DuPont kompaniyasi magniy usulida tonna titan shimgichni ishlab chiqarishni qo'lladi - bu titan shimgichni sanoat ishlab chiqarishining boshlanishi edi. Titanium qotishmalari yuqori o'ziga xos kuchliligi, yaxshi korroziyaga chidamliligi va yuqori issiqlikka chidamliligi tufayli turli sohalarda keng qo'llaniladi. Titan&# 39 qobig'ida juda ko'p bo'lib, tarkibida to'qqizinchi o'rinni egallaydi, mis, rux va qalay kabi oddiy metallardan ancha yuqori. Titan ko'plab jinslarda, ayniqsa qum va loyda keng tarqalgan.

2. Titanning xususiyatlari

Yuqori quvvat: 1,3 marta alyuminiy qotishmasi, 1,6 marta magniy qotishmasi, 3,5 marta zanglamaydigan po'lat, metall materiallar orasida chempion.

Yuqori issiqlik quvvati: ish harorati alyuminiy qotishmasidan bir necha yuz daraja yuqori va u uzoq vaqt davomida 450 dan 500 ℃ gacha bo'lgan haroratda ishlashi mumkin.

Yaxshi korroziyaga chidamliligi: kislota chidamliligi, gidroksidi qarshilik, atmosfera korroziyasiga chidamliligi, ayniqsa chuqurchalar korroziyasiga va stress korroziyasiga kuchli qarshilik.

Yaxshi past harorat ko'rsatkichlari: juda past interstitsial elementlarga ega bo'lgan titanium qotishma TA7 -253 ° C darajasida ma'lum darajada plastisitni ushlab turishi mumkin.

Yuqori kimyoviy faollik: Kimyoviy faollik yuqori haroratda yuqori bo'ladi va u havodagi vodorod va kislorod kabi gaz aralashmalari bilan osonlikcha reaksiyaga kirishib, qotib qolgan qatlam hosil qiladi.

Issiqlik o'tkazuvchanligi kichik va elastiklik moduli kichik: issiqlik o'tkazuvchanligi nikelning 1/4 qismi, temirning 1/5 qismi va alyuminiyning 1/14 qismidir. Har xil titanium qotishmalarining issiqlik o'tkazuvchanligi titandan 50% ga past. Titanium qotishmasining elastik moduli po'latning 1/2 qismiga teng.

3. Titan qotishmalarining tasnifi va ishlatilishi

Titan qotishmalarini issiqlikka chidamli qotishmalar, yuqori quvvatli qotishmalar, korroziyaga chidamli qotishmalar (titanium-molibden, titanium-palladiy qotishmalari va boshqalar), past haroratli qotishmalar va maxsus funktsional qotishmalar (titanium-temir vodorodni saqlash materiallari) ga bo'lish mumkin. va titanium-nikel xotira qotishmalari) kuting. Titan va uning qotishmalarining tarixi uzoq bo'lmagan bo'lsa-da, lekin uning yuqori ko'rsatkichlari tufayli u ko'plab faxriy unvonlarni qo'lga kiritdi. G'olib chiqqan birinchi unvon:" Space Metal". U og'irligi engil, kuchli va yuqori haroratga chidamli bo'lib, samolyotlar va turli kosmik kemalarni ishlab chiqarish uchun juda mos keladi. Hozirgi vaqtda dunyoda ishlab chiqarilgan titan va titanium qotishmalarining taxminan to'rtdan uch qismi aviatsiya-kosmik sanoatida ishlatiladi. Dastlab alyuminiy qotishmalaridan foydalangan ko'plab qismlar titanium qotishmalariga o'zgargan.

4. Titan qotishmalarining aerokosmik dasturlari

Titanium qotishmalari asosan samolyot va dvigatel ishlab chiqarish materiallarida, masalan, zarb qilingan titanium fanatlar, kompressor disklari va pichoqlar, dvigatel qalpoqchalari, egzoz moslamalari va boshqa qismlar, shuningdek samolyot to'siqlari ramkalari kabi konstruktsion ramka qismlarida qo'llaniladi. Kosmik kemada asosan turli xil bosimli idishlar, yonilg'i baklari, mahkamlagichlar, asboblar kamarlari, ramkalar va raketa qobiqlarini ishlab chiqarish uchun titanium qotishmalarining yuqori o'ziga xos kuchi, korroziyaga chidamliligi va past haroratga chidamliligi ishlatiladi. Sun'iy yer sun'iy yo'ldoshlari, oy modullari, boshqariladigan kosmik kemalar va kosmik kemalar ham titanium qotishma qatlamidan payvandlanadigan qismlardan foydalanadilar. Nima uchun biz havo transporti samolyotlari materiallari uchun titanium qotishmasidan foydalanishimiz kerak? 1950 yilda Amerika Qo'shma Shtatlari uni birinchi marta F-84 qiruvchi-bombardimonchi samolyotlarida yuk ko'tarmaydigan qismlar sifatida ishlatgan, masalan, orqa fyuzelyaj issiqlik pardalari, shamol deflektorlari va dumini qopqoqlari. 1960-yillardan boshlab titanium qotishmasidan foydalanish orqa fyuzelyajdan o'rta fyuzelyajga o'tib, qisman konstruktsiyali po'latni almashtirib, yuk ko'taruvchi muhim qismlarni, masalan, qalpoqchalar, to'sinlar va qopqoqli slaydlarni tayyorlashni amalga oshirdi. 1970-yillardan boshlab fuqaro aviatsiyasi titan qotishmalaridan ko'p miqdorda foydalanishni boshladi. Masalan, Boeing 747 yo'lovchi samolyotlari 3640 kilogrammdan ortiq titandan foydalanadi, bu&# 39 samolyotining 28 foizini tashkil qiladi. Qayta ishlash texnologiyasining rivojlanishi bilan ko'p miqdordagi titanium qotishmasi raketalar, sun'iy yo'ldoshlar va kosmik kemalarda ham qo'llaniladi. Samolyot qanchalik rivojlangan bo'lsa, shuncha ko'p titanium ishlatiladi. Amerikaning F-14A qiruvchi samolyotlari ishlatadigan titanium qotishmasi samolyot og'irligining taxminan 25% ni tashkil qiladi; F-15A qiruvchi samolyotlari 25,8% ni tashkil qiladi; to'rtinchi avlod Amerika qiruvchi samolyotlari 41% titandan, F119 dvigatel esa 39% titandan foydalanadi. Eng yuqori titaniumli samolyot.

5. Titanium qotishmasining aviatsiyada keng qo'llanilishining sababi

Zamonaviy samolyotlarning eng yuqori tezligi tovush tezligidan 2,7 martadan oshdi. Bunday tez ovozdan tez uchish samolyotning havoga ishqalanishiga va ko'p miqdorda issiqlik hosil bo'lishiga olib keladi. Parvoz tezligi tovush tezligidan 2,2 baravarga yetganda, alyuminiy qotishmasi unga bardosh bera olmaydi. Yuqori haroratga chidamli titanium qotishmasidan foydalanish kerak. Aero dvigatelning tortish-tortish nisbati 4-6 dan 8-10 gacha ko'tarilganda va kompressorning chiqish harorati 200-300 from dan 500-600 ℃ gacha ko'tarilganda, dastlabki past bosimli kompressor disklari va pichoqlari So'nggi yillarda olimlar titanium qotishmalarining xususiyatlari bo'yicha izlanishlarda doimiy ravishda yangi yutuqlarga erishmoqdalar. Titan, alyuminiy va vanadiydan tashkil topgan asl titanium qotishmasi maksimal ish harorati 550 ° C dan 600 ° C gacha, yangi ishlab chiqarilgan titanium alyuminiy (TiAl) qotishmasi esa maksimal ish harorati 1040 ° S ga teng. Yuqori bosimli kompressor disklari va pichoqlarini ishlab chiqarish uchun zanglamaydigan po'lat o'rniga titanium qotishmasidan foydalanish tizimli og'irlikni kamaytirishi mumkin. Samolyotning vaznini har 10% kamaytirish har 4% yoqilg'ini tejashga imkon beradi. Raketa uchun har 1 kg vaznning pasayishi 15 km masofani oshirishi mumkin.

6. Titan qotishmasining ishlov berish xususiyatlarini tahlil qilish

Birinchidan, titanium qotishmalarining issiqlik o'tkazuvchanligi past, faqat 1/4 po'lat, 1/13 alyuminiy va 1/25 mis. Kesish zonasida sekin issiqlik tarqalishi tufayli, bu issiqlik muvozanati uchun qulay emas. Kesish jarayonida issiqlik tarqalishi va sovutish effekti juda yomon va chiqib ketish zonasida yuqori harorat hosil bo'lishi oson. Qayta ishlashdan so'ng, qismlarning deformatsiyasi va tiklanishi katta bo'lib, bu chiqib ketish vositasi momentining oshishiga va qirralarning tez eskirishiga olib keladi. Ikkinchidan, titanium qotishmasining past issiqlik o'tkazuvchanligi, chiqib ketish issiqligini chiqib ketish vositasi yaqinidagi kichik maydonda tarqalishini qiyinlashtiradi. Rake yuzining ishqalanishi kuchayadi, chipni olib tashlash oson emas va chiqib ketish issiqligini tarqatish qiyin, bu esa asbobning aşınmasını tezlashtiradi. Va nihoyat, titanium qotishmalari yuqori kimyoviy faollikka ega va yuqori haroratda ishlanganda, eritma va diffuziya hosil qilib, pichoqning yopishib qolishi, yonishi va sinishiga olib kelganda asbob materiallari bilan reaksiyaga kirishish oson.