鈦材的航空應用
發(fā)布時間：2015-03-03 15:54:49
鈦材的比強度高且具有優(yōu)異的高溫性能及耐腐蝕性能，因而廣泛用于航空工業(yè)。鈦材最主要用于溫度高達1100 F的噴氣發(fā)動機和飛機骨架部件以及一些重要的結構件。目前，鈦材也用于一般商用飛機及軍用飛機。
隨著新合金的研制以及新的加工方法的開發(fā)，鈦在飛機工業(yè)的應用將會越來越多。目前，鈦精密鑄件及一些新合金如Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo等合金有望成為航空結構材料應用的替代材料。
洛克希德公司的工程師們認為，在某些情況下，只有鈦和鋼能夠達到飛機的使用溫度。時效態(tài)的Ti-15V-11Cr-3Al鈦合金每立方英寸的重量僅為不銹鋼的一半，而極限強度與不銹鋼相當。
發(fā)動機
飛機用鈦材的最大單一應用領域就是燃氣渦輪發(fā)動機。在多數(shù)現(xiàn)代噴氣發(fā)動機中，鈦合金部件重量約占飛機總重量的20％～30％，主要是飛機壓縮機部件，包括 葉片、盤或者輪轂、入口導向葉片及外殼等。鈦是最常用的使用溫度高達1100 F（593℃）的發(fā)動機部件材料。
飛機骨架
在商用飛機和軍用飛機骨架應用中，鈦合金是鋁合金、鎳合金和鐵合金最具競爭力的材料之一。鈦在飛機骨架結構件中的應用很廣，從大型鍛造機翼結構件、起落架裝置到小型重要緊固件、彈簧及液壓管等均使用了鈦材。
由于鈦的比強度高，可以減輕飛機重量，具有優(yōu)異的耐蝕性以及使用可靠性高，因此，人們選擇鈦材作為飛機骨架和發(fā)動機結構用材料。
航天結構用鈦材最早始于Mercury 和Apollo宇宙飛船，隨后，鈦合金大量用于軍用飛機上。此外，鈦合金還用于載人宇宙飛船的火箭助推器外殼、導向控制壓力容器以及那些要求重量輕、可靠性高的部位。
厚斷面或者大斷面型材一般指的是厚度大于4英寸的型材。鈦合金大斷面型材已經(jīng)成功地用于飛機骨架及轉子部件中，如PWA和G&E公司的噴氣發(fā)動機及Sikorsky直升機的轉子部件等。
航空應用的合金主要有退火態(tài)或者固溶處理＋時效態(tài)的Ti-6Al-4V、近β合金Ti-17(Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4 Cr)、Ti-10V-2Fe-3Al和Ti-6Al-2Sn -4Zr-6Mo（固溶處理＋時效）以及β合金Ti-13V-11Cr-3Al和Ti-3Al-8 V-6 Cr-4Mo-4Zr（固溶處理＋時效）。
目前，在單個項目中最有影響的大斷面型材應用的實例是Ti-13V-11Cr-3Al合金在SR－71“黑鳥”飛機上的應用（包括機身、機翼梁和著陸架）。
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