hvar er títan notað í flugvélum
Umsókn umAMS 6931 Títansmíðií flugiðnaði er skipt í loftfar uppbyggingu títan álfelgur og vél uppbyggingu títan álfelgur. Í geimferðum eru títan málmblöndur aðallega notaðar sem mannvirki og ílát fyrir eldflaugar, eldflaugar og geimfar. Almennt er skylt að nota títan málmblöndur fyrir mannvirki flugvéla við hitastig undir 350 gráður og þær þurfa að hafa mikinn sérstyrk, góða seiglu, framúrskarandi þreytuþol og góða frammistöðu í suðuferlinu. Títan málmblöndur fyrir vélar þurfa að hafa mikinn sérstyrk, góðan hitastöðugleika, oxunarþol, skriðþol og aðra eiginleika. Til viðbótar við frammistöðukröfur títan málmblöndur í geimferðum þurfa geimfarartæki einnig háhitaþol og geislunarþol.
Helstu notkunarhlutar burðarhluta úr títan álfelgur flugvéla eru lendingarbúnaðarhlutar, rammar, bjálkar, skrokkskinn, hitahlífar osfrv. Rússneska Il{{0}} flugvélin notar hástyrk BT22 títan ál til að framleiða lykilhluta. eins og lendingarbúnað og burðarbita. Efnið í sendigeisla Boeing 747 aðallendingarbúnaðar er Ti-6Al-4V. Smíðan er 6,20 metrar á lengd, 0,95 metrar á breidd og massa 1545 kíló. Ti-62222S títan álfelgur með mikilli styrkleika og mikilli hörku er notaður í lykilhlutum lárétts sveiflujöfnunarskafts C-17 flugvélarinnar. Aftari skrokksvæðið þar sem F-22 flugvélahreyfillinn er staðsettur og skotthitahlífin eru hönnuð sem þunnvegguð títanblendibygging með góða hitaþol.
Að því er varðar flugvélar eru notkunarsvið títanblendiefna þjöppuskífur, blöð, tunnur, háþrýstiþjöppuþjöppur, þjöppuhlífar osfrv. Um 30% af byggingarþyngd nútíma túrbínuvéla eru úr títaníumblendi. Notkun títan málmblöndur dregur úr gæðum þjöppublaða og viftublaða, en lengir líftíma íhluta og eftirlitsbil. Fremri brún og oddurinn á Boeing 747-8GENX vélarviftublöðum eru búnar títan álfelgur hlífðarhylkjum, sem aðeins hefur verið skipt út þrisvar sinnum á 10-árs þjónustutímabilinu.
Flug títan málmblöndur þurfa að fara í gegnum steypusteina, kúlugerð, mótun, vinnslu og aðra ferla til að fá nauðsynlega efnisbyggingu og eiginleika, og eru oft notuð til að framleiða beinagrindarhluta flugvéla og hreyfla. Samkvæmt HB5024-1989 er ytra þvermál stórra smíða ekki minna en 500 mm. Með þróun flugvéla og hreyfla hafa flugsmíði hærri og meiri gæðakröfur, stærri stærðir og flóknari lögun. Lögun burðarhluta flugvéla er flókin og efnisnýtingarhlutfallið er yfirleitt ekki meira en 10%. Efnið í fjórum stórum meginburðarramma F-22 flugvélarinnar er Ti-6Al-4V ELI, og áætluð flatarmál steypunnar er 4.{{ 8}}.67 ferm. Á undanförnum árum hefur sérhæfður smíðabúnaður fyrir títan málmblöndur í flugi í mínu landi verið endurbættur til muna og nú er hægt að framleiða 5 fermetra títan álfelgur.
Geimfar vinna við erfiðar aðstæður eins og mjög hátt hitastig, ofurlágt hitastig, mikið lofttæmi, mikið álag og sterka tæringu. Auk þess að krefjast frábærrar byggingarhönnunartækni fer það einnig eftir framúrskarandi eiginleikum og virkni efna. Títan málmblöndur hafa venjulega verið notaðar við framleiðslu á eldsneytisgeymum, eldflaugarvélarhlífum, eldflaugarstútum og gervihnattahylkjum.
Vegna framúrskarandi eiginleika títan álefna eru sumir lykilhlutar flugvéla einnig gerðir úr títan ál efnum. Til dæmis er vörin á inntakshöfninni hluti úr títan álefni með 3D prentun, sem gerir sér grein fyrir samþættri hönnun og framleiðslu á burðarhlutum og hagnýtum hlutum.
Títan álfestingar sem almennt eru notaðar í geimferðaiðnaðinum innihalda aðallega hnoð, bolta og sérstakar festingar.
Títanálfestingarnar sem notaðar eru á F-22 flugvélum í Bandaríkjunum eru: hástyrktar títanálboltar, hringgrófnaglar, fágaðar stangir með hálæsingarboltar, sjálfklemmandi boltar, títaníóbínhnoð og tengihnetur . Innlenda atvinnuflugvélin C919, sem flaug í fyrsta skipti í mínu landi árið 2014, notaði meira en 200,000 stykki af títanálfestingum fyrir eina flugvél. Þróun og beiting títanálfestinga gefur möguleika á frekari þyngdarminnkun flugvirkja. Byggingarþyngd Boeing 747 flugvéla minnkaði um 1814 kg eftir að hafa skipt út stáli fyrir títan. Rússnesk Il{10}} flugvél notaði 142,000 festingar og skipti stáli út fyrir títan til að minnka þyngd hennar um 600 kíló.
Títan álfelgur hefur framúrskarandi tæringarþol og jákvæðir möguleikar þess passa við samsett efni úr koltrefjum, sem getur í raun komið í veg fyrir hugsanlega tæringu festinga. Ti45Nb álfelgur er hnoðefni sem er mikið notað í geimferðaiðnaðinum í Bandaríkjunum. Efnið hefur góða togeiginleika og skurðstyrk í glæðu ástandi og getur komið í stað hreinna títaníumhnoða. Ti45Nb efni hefur einnig mikla mýkt og er hentugur til að tengja hnoð fyrir samsett efnisframleiðslu.
Á undanförnum árum hefur Timeta1555 títan álfelgur hástyrkur boltinn þróaður af Alcoa haft togstyrk meira en 1300 MPa eftir öldrun lausnar, tvöfaldan skurðstyrk meira en 745 MPa og lenging sem er meira en 10%. Til að halda í við þróun alþjóðlegra hágæða títan álfestinga, þróuðu Xigong University Chaojing Co., Ltd. og Xinyang Aerospace Standard Parts Factory sameiginlega TB8 títan ál stangir og víra fyrir festingar og togstyrk bolta sem framleiddir eru. þeirra er allt að 1280MPa. Rannsóknir og þróun títanálfestinga er mjög flókið og langtímaverk.
Þróunarstefna títan ál iðnaðarins
Eftirspurn eftir títan málmblöndur fyrir framtíðarflugvélar ætti að vera meiri styrkur, meiri seigja, meiri skaðaafköst og hærri háhitaþol. Notkunar- og þróunarstefna títan álefna verður: ný hástyrktar byggingar títan málmblöndur, afkastamikil skemmdaþolin títan málmblöndur, ódýr þreytuþolin títan málmblöndur, ný háhita byggingartítan málmblöndur, háþróuð TiAl byggt efni, títan-undirstaða samsett efni, osfrv.
Krafan um þyngdarminnkun nútíma flugvéla er sífellt brýnni. Til viðbótar við títan álefni hafa samsett efni einnig verið mikið notuð í flugmannvirki. Notkun samsettra efna í Boeing 787 flugvélar er komin í 50% og notkun samsettra efna fyrir Airbus A380 er einnig komin í 25%. Sem stendur geta samsett efni ekki komið að fullu í stað málma og málmefni eru enn ómissandi. Teygjustuðull títan álfelgurs og koltrefja styrkts samsetts efnis er samsvarandi og varmaþenslustuðullinn er svipaður; og það hefur góða efnasamhæfi og er ekki viðkvæmt fyrir hugsanlegri tæringu. Vænghlutinn á F-18 „Bumblebee“ notaði hönnun á þrepaðri tengingu á liðum úr títanblendi og samsettri húð. Eftir nokkurra ára þjónustuprófanir hefur áreiðanleiki hönnunarinnar verið sannreyndur. Með aukningu á magni samsettra efna mun magn títan álefna aukast enn frekar.
Það má sjá af opnum upplýsingum undanfarin ár að kröfur Bandaríkjanna um burðarefni næstu kynslóðar flugvéla eru léttari, skilvirkari og kostnaðarstýrðar. Samkvæmt gjaldmiðilsgildinu 2006 er kostnaður við einn F-22 um 361 milljón Bandaríkjadala. F-35 hafði upphaflega kostnaðarmarkmið upp á $35 milljónir, sem síðar var hækkað í $138 milljónir. Meðal mikils kostnaðar er hár kostnaður við framleiðslu á títanblendi þáttur sem ekki er hægt að hunsa. Lágverðs títan málmblöndur nota Fe, O og önnur frumefni til að koma í stað dýrari V, Mo og annarra frumefna. Timetal Company í Bandaríkjunum hefur þróað hástyrkt og ódýrt títan álfelgur Timetal-LCB með því að bæta við Fe frumefni í formi ódýrs Fe-Mo aðal málmblöndu í stað dýrs V frumefnis. Markmiðið er að skipta út dýrari Ti- 10V-2Fe-3Al málmblöndunni.
Títan álsuða, nærnetsmyndun, kaldmótun o.s.frv. eru einnig áhrifaríkar leiðir til að bæta efnisnýtingu og draga úr vinnslukostnaði. Ítarlegri suðutækni eins og rafeindageislasuðu og leysisuðu hefur verið beitt með góðum árangri í sumum innlendum gerðum. Hópur leysimyndandi teyma eins og Beihang University og Western University of Technology hefur náð góðum árangri í beitingu nýrrar títan ál tækni.
Í rannsóknum á nýjum háhita títan málmblöndur, á grundvelli 550 gráðu háhita títan málmblöndu IMI829 í Bretlandi og Ti-1100 háhita títan málmblöndu af 600 gráðu í Bandaríkjunum, minna en 1% af sjaldgæfum jarðarþáttum Gd og Y frumefnum var bætt við í sömu röð. Myndar sjaldgæf jarðvegsoxíð, hreinsar kornamörk, fínpússar korn og bætir styrk, skrið og endingu málmblöndur. TA12 (Ti55) er næstum-gerð háhita títan málmblöndur þróað í sameiningu af Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Baoti Group og Beijing Institute of Aeronautical Materials. Hönnunarhitastigið er 550 gráður. Sem stendur er Ti55 efnið tiltölulega þroskað og stöðugt rekstrarhitastig er 550 gráður til 600 gráður. Hönnunarhiti Ti65 efnis er 600 gráður -650 gráður og samsvarandi rannsóknarvinna er unnin á skipulegan hátt.
Undanfarin ár hefur notkun á hraðri storknunar-/duftmálmvinnslutækni, trefja- eða agnarstyrktum samsettum efnum til að þróa títan málmblöndur verið notuð sem þróunarstefna háhita títan málmblöndur, þannig að hægt sé að hækka þjónustuhitastig títan málmblöndur í yfir 650 gráður. Wolfram kjarna títan fylki samsett efni þróað af Institute of Metal Research, Kínverska vísindaakademían hefur verið beitt á ákveðnu sviði.
