El titanio y la aviación tienen una relación inquebrantable. 1953, en los Estados Unidos, Douglas Company produjo cápsulas y firewalls de máquinas DC-T en el primer uso de titanio, abriendo así la historia de las aplicaciones de aviación de titanio. Desde entonces, el titanio se ha utilizado en aviación durante más de medio siglo. El titanio puede usarse ampliamente en la aviación porque tiene muchas propiedades valiosas adecuadas para aplicaciones de aeronaves. Hoy hablaremos sobre por qué el titanio es necesario para los materiales de aviación.
I. Introducción al titanio
En 1948, el DuPont de los Estados Unidos solo con el método de magnesio toneladas de producción de esponja de titanio, esto marca el comienzo de la producción industrial de esponja de titanio ese titanio. La aleación de titanio se usa ampliamente en varios campos debido a su alta resistencia, buena resistencia a la corrosión, resistencia al calor y otras características.
El titanio es abundante en la corteza terrestre, clasificando noveno en contenido, mucho más alto que el cobre, el zinc, la lata y otros metales comunes. El titanio se encuentra ampliamente en muchas rocas, especialmente en arena y arcilla.
Segundo, las propiedades del titanio
Alta resistencia: 1.3 veces la de la aleación de aluminio, 1.6 veces la de la aleación de magnesio, 3.5 veces el de acero inoxidable, el campeón de los materiales metálicos.
Alta resistencia térmica: la temperatura de uso es varios cientos de grados más altos que la aleación de aluminio, puede estar en la temperatura del grado 450-500 para el trabajo a largo plazo.
Buena resistencia a la corrosión: resistente al ácido, álcali y la corrosión atmosférica, especialmente la resistencia fuerte a la picadura y la corrosión del estrés.
Buen rendimiento de baja temperatura: la aleación de titanio TA7 con elementos intersticiales muy bajos puede mantener un cierto grado de plasticidad en -253 grado.
Alta actividad química: alta actividad química a altas temperaturas, reacciona fácilmente químicamente con hidrógeno, oxígeno y otras impurezas gaseosas en el aire para generar una capa endurecida.
Pequeña conductividad térmica, pequeño módulo de elasticidad: la conductividad térmica es de aproximadamente 1\/4 de níquel, 1\/5 de hierro, 1\/14 de aluminio y varias aleaciones de titanio tienen una conductividad térmica de aproximadamente 50% menor que la del titanio. El módulo de elasticidad de la aleación de titanio es aproximadamente 1\/2 de acero.
Tercero, la clasificación y el uso de la aleación de titanio
Las aleaciones de titanio se pueden dividir en: aleaciones resistentes al calor, aleaciones de alta resistencia, aleaciones resistentes a la corrosión (titanio - molibdeno, titanio - aleaciones de paladio, etc.), aleaciones de baja temperatura, así como aleaciones de funciones especiales (materiales de almacenamiento de hidrógeno de titanio y titanio - memio de níquel), y así sucesivamente.
Aunque Titanium y sus aleaciones no se han utilizado durante mucho tiempo, se les ha otorgado varios títulos honorables debido a su excelente desempeño. El primero es "Space Metal". Su resistencia ligera, alta resistencia y alta temperatura lo hace particularmente adecuado para la fabricación de aviones y diversas naves espaciales. En la actualidad, alrededor de las tres cuartas partes de las aleaciones de titanio y titanio producidas en el mundo se utilizan en la industria aeroespacial. Muchas piezas originalmente hechas de aleación de aluminio han sido reemplazadas por aleación de titanio.
Cuarto, la aplicación de aviación de la aleación de titanio
La aleación de titanio se usa principalmente para materiales de fabricación de aviones y motores, como forjar ventilador de titanio, disco de aire presurizado y cuchilla, cubierta del motor, dispositivo de escape y otras piezas, así como el marco de vigas grandes de la aeronave y otras piezas de marco estructural. La nave espacial utilizan principalmente aleaciones de titanio de alta resistencia, resistencia a la corrosión y resistencia a baja temperatura para fabricar una variedad de recipientes a presión, tanques de almacenamiento de combustible, sujetadores, correas de instrumentos, marcos y conchas de cohetes. Los satélites de tierra artificial, el módulo de aterrizaje de la luna, la nave espacial tripulada y los transbordadores espaciales también usan piezas de soldadura de placa de aleación de titanio.
En 1950, los Estados Unidos por primera vez en el bombero de combate F -84 utilizado como escudo de calor del fuselaje trasero, escudo de viento, capucha de cola y otros componentes no portadores de carga. 60 El comienzo del uso de aleaciones de titanio desde el fuselaje trasero hasta el fuselaje central, parcialmente en lugar de marcos espaciadores de fabricación de acero estructural, vigas, aletas, rieles deslizantes y otros componentes importantes de carga. 70, el avión civil comenzó a usar aleaciones de titanio en grandes cantidades, como la cantidad de titanio en el avión Boeing 747 ascendió a 3640 kg o más, lo que representa el 28% del peso de la aeronave. La cantidad de titanio utilizado en el avión Boeing 747 es de 3640 kilogramos, lo que representa el 28% del peso de la aeronave. Con el desarrollo de la tecnología de procesamiento, en cohetes, satélites y naves espaciales, también utilizó una gran cantidad de aleaciones de titanio.
Cuanto más avanzado se usa el avión, más titanio se usa. US F -14 Un luchador que usa aleación de titanio, representando aproximadamente el 25% del peso de la máquina; F -15 un luchador para 25.8%; Los combatientes de cuarta generación de EE. UU. Con un monto del 41% del motor F119 con el 39% de la cantidad de titanio, es la mayor cantidad de titanio con la aeronave.
Quinto, la aleación de titanio en la aviación es una gran cantidad de razones para la aplicación
La mayor velocidad de la navegación moderna de los aviones ha alcanzado la velocidad del sonido más de 2.7 veces. Tan rápido vuelo supersónico, hará el avión y la fricción del aire y producirán mucho calor. Cuando la velocidad de vuelo alcanza 2.2 veces la velocidad del sonido, la aleación de aluminio no puede soportar. Se debe usar una aleación de titanio resistente al calor.
Cuando la relación empuje-peso del motor aerodinámico aumenta de 4 a 6 a 8 a 10, y la temperatura de salida del presurizador se incrementa correspondientemente de 200 a 300 grados a 500 a 600 grados, los discos de presión de baja presión originales y las cuchillas hechas de aluminio deben cambiarse a aleación de titanio.
En los últimos años, los científicos sobre el desempeño del trabajo de investigación de aleaciones de titanio y continúan haciendo un nuevo progreso. La aleación de titanio original compuesta de titanio, aluminio, vanadio, la temperatura de funcionamiento máxima de 550 grados C a 600 grados C, y la aleación de aluminio de titanio (TIA) recientemente desarrollado, la temperatura de funcionamiento máxima se ha incrementado a 1040 grados C.
La aleación de titanio en lugar de acero inoxidable para fabricar disco y cuchilla del compresor de alta presión puede reducir el peso de la estructura. Las aeronaves pueden ahorrar 4% de combustible por cada reducción de peso del 10%. Para los cohetes, por cada 1 kg de reducción de peso, el rango se puede aumentar en 15 km.
Seis, análisis de características de mecanizado por aleación de titanio
En primer lugar, la baja conductividad térmica de la aleación de titanio, solo 1\/4 de acero, aluminio 1\/13, cobre 1\/25. Debido a la lenta disipación del calor en la zona de corte, no conducen al equilibrio térmico, en el proceso de corte, la disipación de calor y el efecto de enfriamiento es muy pobre, fácil de formar una temperatura alta en la zona de corte, la deformación de las piezas después del rebote del mecanizado, lo que resulta en un aumento del par en la herramienta de corte, el borde del borde del desgaste rápido y la durabilidad reducida.
En segundo lugar, la baja conductividad térmica de la aleación de titanio, de modo que el calor de corte acumulado en el cuchillo de corte cerca del área del área pequeña no es fácil de difundir, la fricción de la cara delantera aumenta, no es fácil de chips, el calor de corte no es fácil de difundir, acelerar el desgaste de la herramienta. Finalmente, la actividad química de aleación de titanio es alta, el procesamiento a altas temperaturas es fácil de reaccionar con el material de la herramienta de corte, la formación de disolución, difusión, lo que resulta en un cuchillo pegajoso, un cuchillo ardiente, un cuchillo roto y otros fenómenos.
