Gryno titano ir titano lydinių klasifikacija pagal pagrindines paskirtis

Titanas yra svarbus konstrukcinis metalas, sukurtas šeštajame dešimtmetyje. Titano lydiniai yra plačiai naudojami įvairiose srityse dėl didelio stiprumo, gero atsparumo korozijai ir atsparumo karščiui. Daugelis pasaulio šalių pripažino titano lydinių medžiagų svarbą ir nuoseklius titano lydinių medžiagų tyrimus bei plėtrą ir pritaikė praktikoje. 1950–1960 titano lydiniai daugiausia naudojami kuriant aukštos temperatūros titano lydinio orlaivių variklio konstrukcijos fiuzeliažą, aštuntajame dešimtmetyje buvo įkvėpta daugybė titano lydinių, o nuo devintojo dešimtmečio titano lydiniai ir didelio stiprumo titano lydiniai buvo toliau tobulinami. . Titano lydiniai daugiausia naudojami orlaivių variklių kompresorių dalių gamyboje, po to – raketų, raketų ir greitaeigių orlaivių konstrukcinių dalių gamyboje.

Titanas yra alotropinis izomeras, kurio lydymosi temperatūra 1668 laipsniai, mažiau nei 882 laipsniai buvo tanki šešiakampės gardelės struktūros eilutė, žinoma kaip titanas; 882 laipsnių kampu su į kūną orientuota kubine grotelių struktūra, žinoma kaip titanas. Dėl skirtingų pirmiau minėtų dviejų titano struktūrų charakteristikų pridėkite atitinkamų legiravimo elementų, palaipsniui keiskite jo fazinio virsmo temperatūrą ir fazės kiekį, kad gautumėte skirtingą titano lydinio (titano lydinio) mikrostruktūrą. Kambario temperatūroje titano lydiniai turi trijų tipų matricinę struktūrą, o titano lydiniai skirstomi į šiuos tris tipus: -lydiniai, (+) lydiniai ir -lydiniai. Kinijai atstovauja atitinkamai TA, TC ir TB.

Alfa titano lydinys

Tai vienfazis lydinys, sudarytas iš alfa fazių kietų tirpalų. Tai fazė esant bendrai ir aukštesnei naudojimo temperatūrai. Mikrostruktūra yra stabili, atsparumas dilimui yra didesnis nei gryno titano, o atsparumas oksidacijai yra stiprus. Jis vis tiek gali išlaikyti stiprumą ir atsparumą šliaužimui esant 500-600 laipsniui, tačiau jo negalima sustiprinti termiškai apdorojant, o kambario temperatūra nėra aukšta.

Titano lydinys

Yra sudarytas iš vienfazio lydinio fazio kieto tirpalo, titano lydinio (3) be terminio apdorojimo, kuris pasižymi dideliu stiprumu, gesintas ir sendintas lydinys yra dar labiau sustiprintas, kambario temperatūros stiprumas yra 1372–1666 MPa; tačiau prastas terminis stabilumas, neturėtų būti naudojamas aukštoje temperatūroje.

+ Titano lydinys

Tai dvipusis lydinys, pasižymintis geromis visapusiškomis eksploatacinėmis savybėmis, stabilia organizacija, geromis kietumo, plastiškumo ir deformacinėmis savybėmis, geru apdirbamumu karštu slėgiu, dėl kurio lydinys gali gesinti ir sustiprinti senėjimą. Po terminio apdorojimo stiprumas padidėja 50% iki 100 nei atkaitinta būsena; atsparumas aukštai temperatūrai, gali dirbti ilgą laiką nuo 400 laipsnių iki 500 laipsnių temperatūroje, titano lydiniai turi gerą šiluminį stabilumą.

Trys dažniausiai naudojami titano lydiniai yra -titano lydinys ir + -titano lydinys. -titano lydinys yra geriausiai pjaustomas ir apdirbamas, + -titano lydinys yra antras geriausias, o titano lydinys yra prasčiausias. -titano lydinys yra TA, -titano lydinys yra TB, o + -titano lydinys yra TC.

Titano lydinius galima suskirstyti į karščiui atsparius lydinius, didelio stiprumo lydinius, korozijai atsparius lydinius (titano-molibdeno, titano-paladžio lydinius ir kt.), žemos temperatūros lydinius ir specialių funkcijų lydinius (titano-geležies vandenilio saugykla). medžiagos ir titano-nikelio lydiniai). Tipinių lydinių sudėtis ir savybės pateiktos lentelėje.

Termiškai apdorotų titano lydinių fazių sudėtį ir mikrostruktūrą galima gauti koreguojant terminio apdorojimo procesą. Paprastai smulki izometrinė organizacija turi plastiškumą, šiluminį stabilumą ir gerą atsparumą nuovargiui; Adatos formos struktūros atsparumas šliaužimui, didelis valkšnumo stiprumas ir atsparumas lūžiams; mišri izometrinė ir adatinė struktūra turi gerą bendrą našumą.

Titano lydinys turi didelio stiprumo, mažo tankio, gerų mechaninių savybių, gero kietumo, gero atsparumo korozijai privalumus. Be to, titano lydinio proceso našumas yra prastas, apdorojimo sunkumai. Karšto apdorojimo metu lengvai sugeria vandenilį, azotą, anglį ir kitas priemaišas. Ir atsparumas dilimui yra prastas, gamybos procesas sudėtingas. Pramoninė titano gamyba prasidėjo 1948 m., o aviacijos pramonės plėtra reikalauja, kad titano pramonė augtų vidutiniškai per metus apie 8%. Metinė titano lydinio apdirbimo medžiagų produkcija pasiekė daugiau nei 4 tonas, pagamino beveik 30 rūšių titano lydinių medžiagų. Plačiausiai naudojami titano lydiniai yra Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5), Al-2.5Sn (TA7) ir pramoninis grynas titanas (TA1, TA2 ir TA3).

Titano lydiniai daugiausia naudojami orlaivių variklių kompresorių dalių gamyboje, vėliau – raketų, raketų ir greitaeigių orlaivių konstrukcinės dalys. viduryje titanas ir jo lydiniai buvo naudojami bendrojoje pramonėje gaminant elektrolizės pramonei skirtus elektrodus, elektrinių kondensatorius, naftos perdirbimo gamyklų ir jūros vandens gėlinimo šildytuvus, taip pat aplinkos taršos kontrolės įrenginius, įskaitant kitos programos. Titanas ir jo lydiniai tapo atsparia korozijai konstrukcine medžiaga. Be to, jis taip pat naudojamas vandenilio saugojimo medžiagoms gaminti ir atminties lydiniams formuoti.

Kinija pradėjo titano ir titano lydinių tyrimus 1956 m., o viduryje-1960 titano lydiniai buvo pramoniniai ir buvo gaminami TB2 lydiniai.

Titano lydinys yra naujo tipo svarbi konstrukcinė medžiaga, naudojama aviacijos ir kosmoso pramonėje, jos stiprumo ir temperatūros santykis tarp aliuminio ir plieno, aliuminio, plieno, didelio stiprumo, bet taip pat pasižymi puikiu atsparumu korozijai ir žemos temperatūros veikimu. 1950 m. Jungtinėse Amerikos Valstijose pirmą kartą F-84 naikintuvų bombonešyje buvo naudojami galinio korpuso šilumos skydai, priekiniai stiklai, uodegos dangtis ir kitos nelaikančios dalys. 1960 m. Kay pradėjo naudoti titano lydinio dalis nuo užpakalinės fiuzeliažo dalies iki fiuzeliažo vidurinio perdavimo ir iš dalies pakeitė konstrukcinį plieną, kad gamintų pertvaras, sijas, sklendes, slankiklius ir kitas svarbias laikančiąsias dalis. Kariniuose orlaiviuose naudojamo titano lydinio kiekis sparčiai didėjo ir pasiekė 20–25 % orlaivio konstrukcijos svorio. nuo aštuntojo dešimtmečio civiliniai orlaiviai pradėjo naudoti titano lydinį dideliais kiekiais, pavyzdžiui, Boeing 747 orlaiviuose titano kiekis buvo didesnis nei 3640 kilogramų. Daugiau nei 2,5 Macho orlaivių plienui pakeisti dažniausiai naudojamas titanas, siekiant sumažinti konstrukcijos svorį. Pavyzdžiui, Jungtinių Valstijų SR-71 didelio aukščio greitaeigis žvalgybinis lėktuvas (skrydis Mach Nr. 3, skrydžio aukštis 26 212 metrų), titanas sudarė 93 % orlaivio konstrukcijos svorio, žinomas. kaip „viso titano“ lėktuvas. Kai aviacinio variklio traukos ir svorio santykis padidėjo nuo 4 iki 6 iki 8 iki 10, kompresoriaus išėjimo temperatūra atitinkamai pakilo nuo 200 iki 300 laipsnių iki 500 iki 600 laipsnių, originalas pagamintas iš aliuminio žemo slėgio kompresoriaus disko ir mentės. vietoj aukšto slėgio kompresoriaus disko ir mentės turi būti titano lydinys, titano lydinys arba nerūdijantis plienas. Norėdami sumažinti konstrukcijos svorį. Aštuntajame dešimtmetyje titano lydinio kiekis aviacijos variklyje paprastai sudarė 20–30% viso konstrukcijos svorio, daugiausia naudojamas slėginių dalių, tokių kaip kalimo titano ventiliatorius ir suslėgto oro diskas bei peilis, titano liejinys, gamybai. Erdvėlaiviai daugiausia naudojami įvairiems didelio stiprumo, atsparumo korozijai ir žemai temperatūrai atspariems titano lydiniams gaminti, kad būtų galima gaminti įvairius slėginius indus, kuro bakus, tvirtinimo detales, tvarsčius, instrumentų rėmus ir raketų korpusus. Pagrindinis titano lydinio panaudojimas yra įvairių slėginių indų, degalų bakų, tvirtinimo detalių, tvarsčių, instrumentų rėmų ir raketų korpusų gamyba. Dirbtiniai Žemės palydovai, Mėnulio tūpimo modulis, pilotuojami erdvėlaiviai ir erdvėlaivis taip pat naudoja titano lydinio plokščių suvirinimo dalis.