Pam mae aloion titaniwm yn angenrheidiol ar gyfer deunyddiau awyrofod?

Mae gan ditaniwm a hedfan berthynas na ellir ei thorri. 1953, y defnydd o ditaniwm yn y codennau injan a waliau tân yr awyren DC-T a gynhyrchwyd gan yr Unol Daleithiau Douglas Company, a thrwy hynny agor hanes ceisiadau titaniwm awyrofod. Ers hynny, mae titaniwm wedi'i ddefnyddio mewn hedfan am fwy na hanner canrif. Gellir defnyddio titaniwm yn eang mewn hedfan oherwydd bod ganddo lawer o briodweddau gwerthfawr sy'n addas ar gyfer cymwysiadau awyrennau. Heddiw, byddwn yn siarad am pam mae'n rhaid i ddeunyddiau hedfan ddefnyddio aloi titaniwm.

Yn gyntaf, cyflwyno titaniwm

Yn 1948, yr Unol Daleithiau DuPont dim ond gyda'r dull magnesiwm tunnell o gynhyrchu titaniwm sbwng - mae hyn yn nodi dechrau cynhyrchu diwydiannol sbwng titaniwm sy'n titaniwm. Defnyddir aloi titaniwm yn eang mewn gwahanol feysydd oherwydd ei gryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad da, ymwrthedd gwres a nodweddion eraill.

Mae titaniwm yn doreithiog yng nghramen y ddaear, yn nawfed o ran cynnwys, yn llawer uwch na chopr, sinc, tun a metelau cyffredin eraill. Mae titaniwm i'w gael yn eang mewn llawer o greigiau, yn enwedig mewn tywod a chlai.

Yn ail, mae nodweddion titaniwm

Cryfder uchel: 1.3 gwaith yn fwy na aloi alwminiwm, 1.6 gwaith yn fwy na aloi magnesiwm, 3.5 gwaith yn fwy na dur di-staen, deunyddiau metel.

Cryfder thermol uchel: mae'r defnydd o dymheredd yn gannoedd o raddau yn uwch na aloi alwminiwm, gall fod yn y tymheredd o 450 ~ 500 gradd gwaith hirdymor.

Gwrthiant cyrydiad da: ymwrthedd cyrydiad asid, alcali ac atmosfferig, yn enwedig ymwrthedd cryf i gyrydiad tyllu a straen.

Perfformiad tymheredd isel da: gall aloi titaniwm TA7 gydag elfennau rhyng-ranol isel iawn gynnal rhywfaint o blastigrwydd ar -253 gradd.

Gweithgaredd cemegol uchel: gweithgaredd cemegol uchel ar dymheredd uchel, yn adweithio'n gemegol yn hawdd â hydrogen, ocsigen ac amhureddau nwyol eraill yn yr aer i gynhyrchu haen caled.

Dargludedd thermol bach, modwlws bach o elastigedd: mae'r dargludedd thermol tua 1/4 o nicel, 1/5 o haearn, 1/14 o alwminiwm, ac mae gan aloion titaniwm amrywiol ddargludedd thermol o tua 50% yn is na thitaniwm. Mae modwlws elastigedd aloi titaniwm tua 1/2 o ddur.

Yn drydydd, dosbarthiad a defnydd aloi titaniwm

Gellir rhannu aloion titaniwm yn: aloion sy'n gwrthsefyll gwres, aloion cryfder uchel, aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad (titaniwm - molybdenwm, titaniwm - aloion palladiwm, ac ati), aloion tymheredd isel, yn ogystal ag aloion swyddogaethol arbennig (titaniwm - haearn deunyddiau storio hydrogen a thitaniwm - aloion cof nicel) ac ati.

Er nad yw titaniwm a'i aloion wedi'u defnyddio ers amser maith, dyfarnwyd nifer o deitlau anrhydeddus iddynt oherwydd eu perfformiad rhagorol. Yr un cyntaf yw "metel gofod". Mae ei bwysau ysgafn, ei gryfder uchel a'i wrthwynebiad tymheredd uchel yn ei gwneud yn arbennig o addas ar gyfer cynhyrchu awyrennau a llongau gofod amrywiol. Ar hyn o bryd, mae tua thri chwarter yr aloion titaniwm a thitaniwm a gynhyrchir yn y byd yn cael eu defnyddio yn y diwydiant awyrofod. Mae llawer o'r rhannau aloi alwminiwm gwreiddiol, wedi'u newid i aloi titaniwm.

Yn bedwerydd, y cais hedfan o aloi titaniwm

Defnyddir aloi titaniwm yn bennaf ar gyfer awyrennau a deunyddiau gweithgynhyrchu injan, megis ffugio ffan titaniwm, disg aer dan bwysau a llafn, gorchudd injan, dyfais gwacáu a rhannau eraill, yn ogystal â ffrâm trawstiau mawr yr awyren a rhannau ffrâm strwythurol eraill. Mae llongau gofod yn bennaf yn defnyddio aloion titaniwm o gryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad ac ymwrthedd tymheredd isel i gynhyrchu amrywiaeth o lestri gwasgedd, tanciau storio tanwydd, caewyr, strapiau offeryn, fframiau a chregyn roced. Mae lloerennau Daear Artiffisial, modiwl lleuad, llongau gofod â chriw a gwennol ofod hefyd yn defnyddio weldiadau plât aloi titaniwm.

Yn 1950, yr Unol Daleithiau yn y F-84 ymladdwr-fomiwr a ddefnyddir fel tarian gwres fuselage cefn, tarian gwynt, cowl gynffon a chydrannau eraill nad ydynt yn dwyn llwyth. 60au dechrau'r defnydd o aloion titaniwm o'r fuselage cefn i'r ffiwslawdd canol, yn rhannol yn lle gweithgynhyrchu dur strwythurol fframiau spacer, trawstiau, fflapiau, rheiliau sleidiau a chydrannau pwysig eraill sy'n cynnal llwyth. Yn y 70au, dechreuodd yr awyren sifil ddefnyddio aloion titaniwm mewn symiau mawr, megis roedd swm y titaniwm yn yr awyren teithwyr Boeing 747 yn gyfystyr â 3640 cilogram o ditaniwm. Mwy na 28% o bwysau'r peiriant. Gyda datblygiad technoleg prosesu, mewn rocedi, lloerennau a llongau gofod, hefyd yn defnyddio nifer fawr o aloion titaniwm.

Po fwyaf yr awyren, y mwyaf o ditaniwm a ddefnyddir. UD F-14Ymladdwr sy'n defnyddio aloi titaniwm, sy'n cyfrif am tua 25% o bwysau'r peiriant; F-15Ymladdwr ar gyfer 25.8%; Ymladdwr pedwerydd cenhedlaeth yr Unol Daleithiau gyda swm titaniwm o 41% o'r injan F119 gyda swm titaniwm o 39%, ar hyn o bryd yn defnyddio swm titaniwm o awyrennau uchel.

Cyfieithwyd gyda www.DeepL.com/Translator (fersiwn am ddim)

Mae gan ditaniwm a hedfan berthynas na ellir ei thorri. 1953, y defnydd o ditaniwm yn y codennau injan a waliau tân yr awyren DC-T a gynhyrchwyd gan yr Unol Daleithiau Douglas Company, a thrwy hynny agor hanes ceisiadau titaniwm awyrofod. Ers hynny, mae titaniwm wedi'i ddefnyddio mewn hedfan am fwy na hanner canrif. Gellir defnyddio titaniwm yn eang mewn hedfan oherwydd bod ganddo lawer o briodweddau gwerthfawr sy'n addas ar gyfer cymwysiadau awyrennau. Heddiw, byddwn yn siarad am pam mae'n rhaid i ddeunyddiau hedfan ddefnyddio aloi titaniwm.

Yn gyntaf, cyflwyno titaniwm

Yn 1948, yr Unol Daleithiau DuPont dim ond gyda'r dull magnesiwm tunnell o gynhyrchu titaniwm sbwng - mae hyn yn nodi dechrau cynhyrchu diwydiannol sbwng titaniwm sy'n titaniwm. Defnyddir aloi titaniwm yn eang mewn gwahanol feysydd oherwydd ei gryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad da, ymwrthedd gwres a nodweddion eraill.

Mae titaniwm yn doreithiog yng nghramen y ddaear, yn nawfed o ran cynnwys, yn llawer uwch na chopr, sinc, tun a metelau cyffredin eraill. Mae titaniwm i'w gael yn eang mewn llawer o greigiau, yn enwedig mewn tywod a chlai.

Yn ail, mae nodweddion titaniwm

Cryfder uchel: 1.3 gwaith yn fwy na aloi alwminiwm, 1.6 gwaith yn fwy na aloi magnesiwm, 3.5 gwaith yn fwy na dur di-staen, deunyddiau metel.

Cryfder thermol uchel: mae'r defnydd o dymheredd yn gannoedd o raddau yn uwch na aloi alwminiwm, gall fod yn y tymheredd o 450 ~ 500 gradd gwaith hirdymor.

Gwrthiant cyrydiad da: ymwrthedd cyrydiad asid, alcali ac atmosfferig, yn enwedig ymwrthedd cryf i gyrydiad tyllu a straen.

Perfformiad tymheredd isel da: gall aloi titaniwm TA7 gydag elfennau rhyng-ranol isel iawn gynnal rhywfaint o blastigrwydd ar -253 gradd.

Gweithgaredd cemegol uchel: gweithgaredd cemegol uchel ar dymheredd uchel, yn adweithio'n gemegol yn hawdd â hydrogen, ocsigen ac amhureddau nwyol eraill yn yr aer i gynhyrchu haen caled.

Dargludedd thermol bach, modwlws bach o elastigedd: mae'r dargludedd thermol tua 1/4 o nicel, 1/5 o haearn, 1/14 o alwminiwm, ac mae gan aloion titaniwm amrywiol ddargludedd thermol o tua 50% yn is na thitaniwm. Mae modwlws elastigedd aloi titaniwm tua 1/2 o ddur.

Yn drydydd, dosbarthiad a defnydd aloi titaniwm

Gellir rhannu aloion titaniwm yn: aloion sy'n gwrthsefyll gwres, aloion cryfder uchel, aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad (titaniwm - molybdenwm, titaniwm - aloion palladiwm, ac ati), aloion tymheredd isel, yn ogystal ag aloion swyddogaethol arbennig (titaniwm - haearn deunyddiau storio hydrogen a thitaniwm - aloion cof nicel) ac ati.

Er nad yw titaniwm a'i aloion wedi'u defnyddio ers amser maith, dyfarnwyd nifer o deitlau anrhydeddus iddynt oherwydd eu perfformiad rhagorol. Yr un cyntaf yw "metel gofod". Mae ei bwysau ysgafn, ei gryfder uchel a'i wrthwynebiad tymheredd uchel yn ei gwneud yn arbennig o addas ar gyfer cynhyrchu awyrennau a llongau gofod amrywiol. Ar hyn o bryd, mae tua thri chwarter yr aloion titaniwm a thitaniwm a gynhyrchir yn y byd yn cael eu defnyddio yn y diwydiant awyrofod. Mae llawer o'r rhannau aloi alwminiwm gwreiddiol, wedi'u newid i aloi titaniwm.

Yn bedwerydd, y cais hedfan o aloi titaniwm

Defnyddir aloi titaniwm yn bennaf ar gyfer awyrennau a deunyddiau gweithgynhyrchu injan, megis ffugio ffan titaniwm, disg aer dan bwysau a llafn, gorchudd injan, dyfais gwacáu a rhannau eraill, yn ogystal â ffrâm trawstiau mawr yr awyren a rhannau ffrâm strwythurol eraill. Mae llongau gofod yn bennaf yn defnyddio aloion titaniwm o gryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad ac ymwrthedd tymheredd isel i gynhyrchu amrywiaeth o lestri gwasgedd, tanciau storio tanwydd, caewyr, strapiau offeryn, fframiau a chregyn roced. Mae lloerennau Daear Artiffisial, modiwl lleuad, llongau gofod â chriw a gwennol ofod hefyd yn defnyddio weldiadau plât aloi titaniwm.

Yn 1950, yr Unol Daleithiau yn y F-84 ymladdwr-fomiwr a ddefnyddir fel tarian gwres fuselage cefn, tarian gwynt, cowl gynffon a chydrannau eraill nad ydynt yn dwyn llwyth. 60au dechrau'r defnydd o aloion titaniwm o'r fuselage cefn i'r ffiwslawdd canol, yn rhannol yn lle gweithgynhyrchu dur strwythurol fframiau spacer, trawstiau, fflapiau, rheiliau sleidiau a chydrannau pwysig eraill sy'n cynnal llwyth. Yn y 70au, dechreuodd yr awyren sifil ddefnyddio aloion titaniwm mewn symiau mawr, megis roedd swm y titaniwm yn yr awyren teithwyr Boeing 747 yn gyfystyr â 3640 cilogram o ditaniwm. Mwy na 28% o bwysau'r peiriant. Gyda datblygiad technoleg prosesu, mewn rocedi, lloerennau a llongau gofod, hefyd yn defnyddio nifer fawr o aloion titaniwm.

Po fwyaf yr awyren, y mwyaf o ditaniwm a ddefnyddir. UD F-14Ymladdwr sy'n defnyddio aloi titaniwm, sy'n cyfrif am tua 25% o bwysau'r peiriant; F-15Ymladdwr ar gyfer 25.8%; Ymladdwr pedwerydd cenhedlaeth yr Unol Daleithiau gyda swm titaniwm o 41% o'r injan F119 gyda swm titaniwm o 39%, ar hyn o bryd yn defnyddio swm titaniwm o awyrennau uchel.

V. Mae aloi titaniwm yn yr awyren yn nifer fawr o resymau dros gymhwyso

Llywio awyrennau modern Mae cyflymder uchel wedi cyrraedd 2.7 gwaith cyflymder sain. Felly hedfan uwchsonig cyflym, bydd yn gwneud yr awyren a ffrithiant aer ac yn cynhyrchu llawer o wres. Pan fydd y cyflymder hedfan yn cyrraedd 2.2 gwaith y cyflymder sain, ni all aloi alwminiwm wrthsefyll. Rhaid defnyddio aloi titaniwm sy'n gwrthsefyll gwres.

Pan gynyddodd y gymhareb gwthiad-i-bwysau aero-injan o 4 i 6 i 8 i 10, cynyddodd tymheredd yr allfa nwy dan bwysedd yn gyfatebol o 200 i 300 gradd i 500 i 600 gradd, a gwnaed y disgiau nwy gwasgedd isel gwreiddiol a llafnau. rhaid newid alwminiwm i aloi titaniwm.

Yn y blynyddoedd diwethaf, mae gwyddonwyr ar berfformiad gwaith ymchwil aloi titaniwm, ac yn gyson yn gwneud cynnydd newydd. Mae cyfansoddiad gwreiddiol titaniwm, alwminiwm, aloi titaniwm vanadium, tymheredd gweithio uchel o 550 gradd ~ 600 gradd, a'r aloi alwminiwm titaniwm (TiAl) sydd newydd ei ddatblygu, tymheredd gweithio uchel wedi cynyddu i 1040 gradd.

Gall aloi titaniwm yn lle dur di-staen i gynhyrchu disg cywasgydd pwysedd uchel a llafn, leihau pwysau strwythurol. Gall awyrennau arbed 4% o danwydd am bob gostyngiad pwysau o 10%. Ar gyfer rocedi, gall pob gostyngiad pwysau 1kg gynyddu'r ystod o 15km.

Chwech, dadansoddiad nodweddion peiriannu aloi titaniwm

Yn gyntaf oll, mae dargludedd thermol isel aloi titaniwm, dim ond 1/4 o ddur, alwminiwm 1/13, copr 1/25, oherwydd y afradu gwres araf yn y parth torri, nid yn ffafriol i gydbwysedd thermol, yn y broses dorri , mae'r effaith afradu gwres ac oeri yn wael iawn, yn hawdd i ffurfio tymheredd uchel yn y parth torri, anffurfiad y rhannau ar ôl adlam peiriannu, gan arwain at torque cynyddol ar yr offeryn torri, ymyl ymyl y gwisgo cyflym a llai o wydnwch.

Yn ail, mae dargludedd thermol isel aloi titaniwm, fel nad yw'r gwres torri a gronnir yn y gyllell dorri ger yr ardal ardal fach yn hawdd i'w ledaenu, mae ffrithiant yr wyneb blaen yn cynyddu, nid yw'n hawdd ei sglodion, nid yw torri gwres yn hawdd i lledaenu, cyflymu traul offer. Ar ôl, mae gweithgaredd cemegol aloi titaniwm yn uchel, mae prosesu ar dymheredd uchel yn hawdd i ymateb gyda'r deunydd offeryn, ffurfio diddymiad, trylediad, gan arwain at gyllell glynu, llosgi cyllell, cyllell wedi'i dorri a ffenomenau eraill.

Cyfieithwyd gyda www.DeepL.com/Translator (fersiwn am ddim)

V. Mae aloi titaniwm yn yr awyren yn nifer fawr o resymau dros gymhwyso

Llywio awyrennau modern Mae cyflymder uchel wedi cyrraedd 2.7 gwaith cyflymder sain. Felly hedfan uwchsonig cyflym, bydd yn gwneud yr awyren a ffrithiant aer ac yn cynhyrchu llawer o wres. Pan fydd y cyflymder hedfan yn cyrraedd 2.2 gwaith y cyflymder sain, ni all aloi alwminiwm wrthsefyll. Rhaid defnyddio aloi titaniwm sy'n gwrthsefyll gwres.

Pan gynyddodd y gymhareb gwthiad-i-bwysau aero-injan o 4 i 6 i 8 i 10, cynyddodd tymheredd yr allfa nwy dan bwysedd yn gyfatebol o 200 i 300 gradd i 500 i 600 gradd, a gwnaed y disgiau nwy gwasgedd isel gwreiddiol a llafnau. rhaid newid alwminiwm i aloi titaniwm.

Yn y blynyddoedd diwethaf, mae gwyddonwyr ar berfformiad gwaith ymchwil aloi titaniwm, ac yn gyson yn gwneud cynnydd newydd. Mae cyfansoddiad gwreiddiol titaniwm, alwminiwm, aloi titaniwm vanadium, tymheredd gweithio uchel o 550 gradd ~ 600 gradd, a'r aloi alwminiwm titaniwm (TiAl) sydd newydd ei ddatblygu, tymheredd gweithio uchel wedi cynyddu i 1040 gradd.

Gall aloi titaniwm yn lle dur di-staen i gynhyrchu disg cywasgydd pwysedd uchel a llafn, leihau pwysau strwythurol. Gall awyrennau arbed 4% o danwydd am bob gostyngiad pwysau o 10%. Ar gyfer rocedi, gall pob gostyngiad pwysau 1kg gynyddu'r ystod o 15km.

Chwech, dadansoddiad nodweddion peiriannu aloi titaniwm

Yn gyntaf oll, mae dargludedd thermol isel aloi titaniwm, dim ond 1/4 o ddur, alwminiwm 1/13, copr 1/25, oherwydd y afradu gwres araf yn y parth torri, nid yn ffafriol i gydbwysedd thermol, yn y broses dorri , mae'r effaith afradu gwres ac oeri yn wael iawn, yn hawdd i ffurfio tymheredd uchel yn y parth torri, anffurfiad y rhannau ar ôl adlam peiriannu, gan arwain at torque cynyddol ar yr offeryn torri, ymyl ymyl y gwisgo cyflym a llai o wydnwch.

Yn ail, mae dargludedd thermol isel aloi titaniwm, fel nad yw'r gwres torri a gronnir yn y gyllell dorri ger yr ardal ardal fach yn hawdd i'w ledaenu, mae ffrithiant yr wyneb blaen yn cynyddu, nid yw'n hawdd ei sglodion, nid yw torri gwres yn hawdd i lledaenu, cyflymu traul offer. Ar ôl, mae gweithgaredd cemegol aloi titaniwm yn uchel, mae prosesu ar dymheredd uchel yn hawdd i ymateb gyda'r deunydd offeryn, ffurfio diddymiad, trylediad, gan arwain at gyllell glynu, llosgi cyllell, cyllell wedi'i dorri a ffenomenau eraill.