Титан, используемый в аэрокосмической промышленности

Титан имеет меньшую плотность, чем сталь. Его жесткость меньше, чем у стали, но значительно больше, чем у алюминия. Эти свойства делают его идеальным для многих применений. Из титана изготавливают высокопроизводительные велосипедные рамы и клюшки для гольфа. Титан с 4 % алюминия популярен для изготовления хирургических имплантатов, таких как искусственные суставы, поскольку он хорошо переносится тканями организма, противостоит коррозии, прочен и не слишком жесткий. В этой статье рассказывается о том, как титан используется в аэрокосмической промышленности.

Хотя титан - очень распространенный металл, разработка сплавов началась только в конце 1940-х годов. Обычную руду, TiO2, нельзя было просто восстановить углеродом, так как получались карбиды. Был открыт непрямой химический путь. Сначала оксид титана вступает в реакцию с газообразным хлором, в результате чего образуется хлорид титана, а углерод уносит кислород. Затем хлорид титана восстанавливают магнием. Для этих реакций требуются высокие температуры. Даже после того, как металл стал доступен, оставались препятствия для его применения. Расплавленный титан вступает в реакцию с атмосферным кислородом или азотом, поэтому потребовались новые методы обработки в инертной атмосфере, чтобы заменить существующие технологии ковки и механической обработки. Большое количество кислорода делает титановую ленту хрупкой, больше похожей на руду, но титан с 0,3% кислорода прочен, и его труднее согнуть, чем чистый титан. Немного большее количество этих металлов приводит к получению твердого металла, пригодного для реактивных двигателей.

С 1950-х годов титановые сплавы получили быстрое развитие в аэрокосмической промышленности. В этой области в основном используются превосходные комплексные механические свойства, низкая плотность и хорошая коррозионная стойкость титановых сплавов, поскольку материалы аэрокосмических каркасов требуют высокой прочности на разрыв, хорошей усталостной прочности и вязкости разрушения. Отличные показатели прочности при высокотемпературном растяжении, ползучести и высокотемпературной стабильности титановых сплавов также позволяют использовать их в реактивных двигателях.

Титановый сплав - один из основных конструкционных материалов для современных самолетов и двигателей. Он позволяет снизить вес самолета и повысить эффективность конструкции. Полезная нагрузка космического корабля относительно мала по сравнению с самолетом, поэтому снижение веса его конструкции еще более важно. Титановые сплавы использовались в ранних программах "Аполлон" и "Меркурий", а топливные баки и капсулы для спутников - типичные области применения титановых сплавов. Титановые сплавы более выгодны, чем высокопрочные стали, благодаря их легкости, высокой прочности и долговременной химической стабильности с топливом. Например, сплав Ti-3Al-2.5V был разработан для низкотемпературных применений и по-прежнему обладает хорошей вязкостью и пластичностью в криогенных условиях космоса.

Похожие материалы: Как титан используется в аэрокосмической промышленности/авиации?

Заключение

Благодарим вас за прочтение нашей статьи и надеемся, что она поможет вам лучше понять, как титан используется в аэрокосмической промышленности. Если вы хотите узнать больше о титановых изделиях, мы советуем вам посетить сайт Stanford Advanced Materials (SAM) для получения дополнительной информации.

Stanford Advanced Materials (SAM) является мировым поставщиком титановой продукции и имеет более чем два десятилетия опыта в производстве и продаже титановых материалов, предоставляя высококачественную продукцию для удовлетворения научно-исследовательских и производственных потребностей наших клиентов. Мы уверены, что SAM станет вашим любимым поставщиком титана и деловым партнером.