Razvoj i primena karakteristika titanijumskih legura za vazduhoplovstvo

Od industrijalizirane proizvodnje titanijuma 1940-ih, široko se koristio u svemirskoj, vojnoj industriji, pomorstvu zbog svoje visoke čvrstoće, dobre otpornosti na koroziju, nemagnetnosti, dobrih performansi zavarivanja i drugih prednosti, kao i supravodljivosti, memorije i druge prednosti. U oblastima razvoja, petrohemije, proizvodnje električne energije, superprovodljivosti, itd., ima reputaciju "Svemogućeg metala", "Marine Metala", "Trećeg metala", "Modernog metala" i tako dalje. Uz kontinuirano istraživanje izvrsnih svojstava titanijuma, opseg njegove primjene se i dalje širi, te će postati treći konstrukcijski metal nakon čelika i aluminija. S obzirom na važnu ulogu titanijuma u nacionalnoj odbrani, vazduhoplovstvu, visokoj tehnologiji i drugim oblastima, visoko su ga cenile Sjedinjene Američke Države, Rusija, Britanija, Francuska i druge vojne sile, Japan i druge zemlje, te je uvršten kao ključni konstrukcijski metal sa strateškim značajem u 21. veku. Razvoj nauke i tehnologije titana, uključujući nove legure, nove tehnologije topljenja i tehnologije primjene, prolazi kroz brze promjene. Kineska industrija titanijuma iskusila je uspone i padove skoro 40 godina. Uz podršku države, napravio je veliki napredak i uspostavio sopstveni nezavisni sistem industrije titanijuma. Kina je 2000. godine proizvela 1.751 tonu titanijumskog sunđera i 2.206 tona prerađenog materijala od titanijuma. Kina je 2008. godine proizvela 49.632 tone titanijumskog sunđera, što je povećanje od 27,3 puta za 8 godina. U 2008. Kina je proizvela 27.737 tona prerađenih materijala od titanijuma, što je povećanje od 11,6 puta. puta.

Zbog visoke cijene sirovina od legura titanijuma, 70 posto -80 posto titanijumskih materijala u inostranstvu se koristi u zrakoplovnoj i svemirskoj industriji. Potražnja za legurama titanijuma u vazduhoplovstvu i vazduhoplovstvu moje zemlje je takođe posebno velika. Trenutno je udio titanijumskih legura koje se koriste u naprednim avionima u razvoju u mojoj zemlji oko 10 posto -12 posto, udio titanijuma koji se koristi u vojnim avionima je veći, oko 20 posto -30 posto, i udio titanijuma koji se koristi u motorima vojnih aviona je više od 30 posto . . Količina titanijuma koji se koristi u novim raketama i projektilima se takođe povećava.

Ovaj rad uglavnom sumira napredak istraživanja i primjene titanijuma u avijaciji i svemirskim poljima u Sjedinjenim Državama, Rusiji, Britaniji, Japanu i Kini, što može poslužiti kao referenca za primjenu i razvoj titanijumske industrije moje zemlje u avijaciji. i vazduhoplovna polja.

Kako se koncept dizajna aviona postupno mijenja od čiste statičke čvrstoće u prošlosti do sigurnosnog---životnog vijeka, oštećenja{1}}sigurnosti, i sve do modernog koncepta dizajna tolerancije oštećenja, napredni materijali od legura titanijuma postepeno se kreću ka visokim otpornost na lom i nisko širenje prsline. Stopa legura titanijuma otpornih na oštećenja. Trenutno su strane razvijene zemlje prednjačile u razvoju novih materijala od legura titanijuma otpornih na oštećenja i njihovoj primeni u naprednim avionima, posebno kao što su srednje čvrsti Ti-6Al-4VELI i visoki -snaga Ti-6-222s, itd. Uspješno se koristi u avionima nove generacije kao što su američki F-22, F-35 i C-17. Uvelike poboljšati vijek trajanja i borbenu efikasnost aviona. Sa razvojem koncepta dizajna aviona, ideje dizajna otpornosti na oštećenja struktura od legure titanijuma takođe su počele da dobijaju pažnju u mojoj zemlji. Od "Desetog petogodišnjeg plana", moja zemlja je samostalno razvila TC4-DT leguru titana srednje čvrstoće i visoke žilavosti otpornu na oštećenja i TC21 leguru titana visoke čvrstoće i žilavosti otpornu na oštećenja, i uspostavio mašinsku obradu legure titanijuma otporne na oštećenja. tehnologije, koja je postavila temelje tehnologije primjene materijala za razvoj novih aviona u mojoj zemlji. Kako bi zadovoljila razvojne potrebe titanijumskih legura za vazduhoplovstvo i vazduhoplovne strukture, moja zemlja je samostalno razvila legure titanijuma niske čvrstoće i visoke žilavosti (NiTi) i legure cevi (TA18), 1300MPa-2000Mpa serije ultra -legure titanijuma visoke čvrstoće (TB8, TB9, TB20) itd., prvobitno je formiran novi sistem materijala od legura titanijuma sa kineskim karakteristikama za konstrukcije aviona i uspostavljena je nova generacija legura titanijuma za vazduhoplovstvo i vazduhoplovstvo. Specifične performanse prikazane su u tabeli 1

Glavni tehnički pokazatelji tipičnih strukturnih legura titanijuma

Ti-6Al-4V (TC4) je legura titanijuma srednje čvrstoće razvijena početkom 1960-ih. Ima izvrsna sveobuhvatna svojstva i poznata je kao univerzalna legura. To je najranija i najraširenija legura opće namjene za avijaciju i svemirske konstrukcije. Legure titana, uključujući ploče, šipke i otkovke, itd. Legura ima dobra svojstva zavarivanja i obradivosti, a finozrna legura ima superplastičnost, a složene komponente se mogu proizvesti kombinovanim procesom superplastičnog oblikovanja/difuzionog vezivanja (SPF/DB ). Strukturne legure titanijuma visoke čvrstoće uglavnom se odnose na legure sa zateznom čvrstoćom većom od 1000 MPa. Trenutno, legure titanijuma visoke čvrstoće koje predstavljaju međunarodni napredni nivo i koje se praktično koriste u avionima uglavnom uključuju legure metastabilnog tipa Ti-15-3, 21S, legure skorog tipa Ti-1023 i {{16 }}tip dvofazne legure titana BT22. Korištenje strukturne legure titanijuma visoke čvrstoće za zamjenu 30CrMnSiA konstrukcijskog čelika visoke čvrstoće koji se obično koristi u konstrukcijama aviona može smanjiti težinu za više od 20 posto.

Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo (TC21) je dvofazni dvofazni dvofazni dvofazni spoj visoke čvrstoće, visoke žilavosti i otpornosti na oštećenja legura titanijuma razvijena 1970-ih godina. Nakon termomehaničke obrade, legura ima prednosti visoke čvrstoće, dobre otpornosti na oštećenja i odlične otpornosti na rast zamornih prslina, te je pogodna za izradu nosivih komponenti visoke čvrstoće i žilavosti. Dodavanjem Si elementa, legura održava visoku čvrstoću na srednjoj temperaturi, što je bolje od Ti-6Al-4V. List legure se može superplastično formirati na sobnoj temperaturi.

Ti-10V-2Fe-3Al(TB6) je legura titanijuma visoke čvrstoće i žilavosti skoro beta razvijena kasnih 1970-ih. Legura ima prednosti visoke specifične čvrstoće, dobre lomne žilavosti, velike površine stvrdnjavanja, male anizotropije, dobrih performansi kovanja i jake otpornosti na koroziju, a ima i mnoge prednosti metastabilne legure titana bez gubitka - legure titana. Karakteristike čvrstog rastvora mogu zadovoljiti zahteve dizajna tolerancije oštećenja i visoke strukturne efikasnosti, visoke pouzdanosti i niske cene. Maksimalna radna temperatura je 320 stepeni. Glavni proizvodi ove legure su šipke, otkovci, debele ploče i profili. Kroz rastvaranje i termičku obradu starenja može se postići dobra podudarnost čvrstoće, plastičnosti i žilavosti loma, te je pogodan za izradu strukturalnih dijelova s ​​visokim zahtjevima za čvrstoću i žilavost loma. Odlična žilavost i niska brzina rasta pukotina mogu se postići termomehaničkom obradom, što je pogodno za konstrukcije sa visokim zahtjevima za žilavošću loma.