你知道航空零件加工為什么非得使用鈦合金材料嗎?
2019-12-14 來自: 陜西德法特電力設備有限公司 瀏覽次數(shù):1595
我們經常會聽到鈦合金產品,也經常會聽到有人提及航空航天會使用鈦合金材料進行零部件加工,其實,鈦跟航空航天有著非同尋常的關系,早在1953年,在美國道格拉斯公司生產的DC-T機發(fā)動機吊艙和防火壁上頭次便使用了鈦材,從而揭開了鈦應用到航空的歷史。從那時開始,鈦在航空航天領域上已應用了半個多世紀。鈦能在航空上廣泛應用是由于它有適于飛機應用的許多寶貴特性。
鈦的特性
1、熱強度高:使用溫度比鋁合金高幾百度,可在450~500℃的溫度下長期工作。
2、強度高:是鋁合金的1.3倍,鎂合金的1.6倍,不銹鋼的3.5倍,金屬材料中的王者。
3、低溫性能好:間隙元素極低的鈦合金TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。
4、抗蝕性好:耐酸、耐堿、耐大氣腐蝕,對點蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強。
5、化學活性大:高溫時化學活性很高,輕易與空氣中的氫、氧等氣體雜質發(fā)生化學反應,生成硬化層。
6、導熱系數(shù)小、彈性模量小:導熱系數(shù)約為鎳的1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而各種鈦合金的導熱系數(shù)比鈦的導熱系數(shù)約下降50%。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2。
現(xiàn)代飛機的航行最高時速已達到音速的2.7倍以上。這么快的超音速飛行,會使飛機與空氣摩擦而產生大量的熱。當飛行速度達到音速的2.2倍時,鋁合金就經受不住了。必須采用耐高溫的鈦合金。
當航空發(fā)動機的推重比從4~6提高到8~10,壓氣機出口溫度相應地從200~300℃增加到500~600℃時,原來用鋁制造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用鈦合金。
近年來科學家們對鈦合金性能的研究工作,不斷取得新的進展。原來由鈦、鋁、釩組成的鈦合金,最高工作溫度為550℃~600℃,而新研制的鈦化鋁(TiAl)合金,最高工作溫度已提高到1040℃。
用鈦合金代替不銹鋼制造高壓壓氣機盤和葉片,可以減輕結構重量。飛機每減輕重10%,可節(jié)省燃料4%。對火箭來說,每減輕1kg的重量,就可增加15km的射程。
鈦合金主要用于飛機及發(fā)動機的制造材料,如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、發(fā)動機罩、排氣裝置等零件以及飛機的大梁隔框等結構框架件。航天器主要利用鈦合金的高比強度,耐腐蝕和耐低溫性能來制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機也都使用鈦合金板材焊接件。