مزایای استفاده از قطعات تیتانیوم در میدان هوافضا چیست؟

کاربرد گسترده قطعات تیتانیوم در میدان هوافضا از مزایای عملکرد جامع آن ناشی می شود ، که می تواند به طور قابل توجهی نیازهای دقیق هواپیما را برای سبک وزن ، استحکام بالا ، مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت اطمینان برآورده کند. موارد زیر مزایای اصلی برنامه و سناریوهای معمولی آن است:
I. تعادل کامل بین سبک و قدرت بالا
1. چگالی کم و قدرت خاص بالا
چگالی: چگالی آلیاژ تیتانیوم در حدود 4.5 گرم در سانتی متر مربع است که تنها 60 ٪ از فولاد و 1.6 برابر آلیاژ آلومینیوم است ، اما استحکام آن نزدیک به فولاد با استحکام بالا است (استحکام کششی می تواند به 900-1200mpa برسد).

قاب بدنه: ساختار سنتی فولاد را جایگزین کرده و وزن بدنه را کاهش می دهد. به عنوان مثال ، استفاده از آلیاژ تیتانیوم Boeing 787 و Airbus A350 15 ٪ -17 ٪ را تشکیل می دهد.

دنده فرود: تیتانیوم آلیاژ دنده فرود دارای استحکام و وزن سبک بالایی است که برای هواپیماهای پر سرعت مناسب است (مانند چرخ دنده فرود آلیاژ تیتانیوم از F-22 Fighter دارای کاهش وزن بیش از 30 ٪ است).
2. عملکرد خستگی عالی
آلیاژ تیتانیوم مقاومت شدیدی در برابر انتشار ترک خستگی و مقاومت عالی در برابر بارهای چرخه ای دارد و برای اجزای کلیدی که در برابر استرس متناوب مقاومت می کنند ، مناسب است.

قطعات ساختاری بال: مانند پانل های دیواره انتگرال آلیاژ تیتانیوم ، کاهش مفاصل پرچین و بهبود عمر خستگی ساختاری.

تیغه های کمپرسور موتور: مقاومت در برابر نیروی سانتریفیوژ با سرعت بالا و بارهای لرزش و کاهش خطر شکستگی خستگی.

ii. مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون
1. حفظ مقاومت درجه حرارت بالا
آلیاژهای تیتانیوم (مانند + نوع TI-6AL-4V) می توانند برای مدت طولانی در 300-500 درجه کار کنند و آلیاژهای تیتانیوم از نوع (مانند TI-10V-2FE-3AL) می توانند در برابر دمای بالاتر از 550 درجه ، بسیار بیش از آلیاژهای آلومینیومی (زیر 200 درجه) مقاومت کنند.

قطعات پایان داغ موتور: مانند کارد و چنگال کمپرسور و پوسته های محفظه احتراق ، آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل را جایگزین کنید تا وزن را کاهش دهد.

پوست هواپیمای Hypersonic: در پروازهای بالاتر از Mach 3 ، آلیاژهای تیتانیوم می توانند در برابر دمای زیاد تولید شده توسط گرمایش آیرودینامیکی مقاومت کنند.
2. ثبات فیلم اکسید سطح
برای جلوگیری از اکسیداسیون بیشتر ، فیلم اکسید متراکم Tio₂ به راحتی در سطح تیتانیوم شکل می گیرد و ظرفیت آنتی اکسیدانی آن بهتر از فولاد و آلیاژ آلومینیوم است.

نازل موتور موشک: یکپارچگی ساختاری را تحت شستشوی گاز با دمای بالا حفظ می کند (مانند نازل آلیاژ تیتانیوم Racex Falcon Rocket).
3. مقاومت در برابر خوردگی قوی و سازگاری با محیط زیست
1. مقاومت در برابر خوردگی عالی
تیتانیوم مقاومت در برابر خوردگی بسیار قوی در جو مرطوب ، آب دریا و رسانه های اسید/قلیایی ، به مراتب بهتر از آلیاژ آلومینیوم و فولاد نشان می دهد.

قطعات ساختاری هواپیما: مانند قاب بدنه و اتصال دهنده های ناوگان هواپیما ، که در برابر خوردگی اسپری نمک دریایی مقاومت می کنند.

مخازن سوخت فضاپیما: در برابر پیشرانهای بسیار خورنده مانند اکسیژن مایع و نفت سفید مقاومت کنید.
2. مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس
آلیاژهای تیتانیوم تحت عمل ترکیبی از استرس و رسانه های خورنده به راحتی نمی توانند ترک کنند و برای قطعات بارگذاری در محیط های پیچیده مناسب هستند.

سیستم انتقال هلیکوپتر: مانند مسکن اصلی کاهش دهنده ، که قابلیت اطمینان را در فشار زیاد و روان کننده محیط روغن دارد.
4. عملکرد عملکرد و انعطاف پذیری طراحی
1. شکل گیری پردازش خوب
آلیاژهای تیتانیوم را می توان از طریق جعل ، ریخته گری ، جوشکاری (مانند جوش پرتو الکترونی ، جوشکاری لیزر) و سایر فرآیندها به قطعات ساختاری پیچیده تبدیل کرد.

تیغه انتگرال (بلیسک): از طریق فرفورژه دقیق + ماشینکاری پنج محور ، تیغه بدون تنون و ساختار یکپارچه بدنه دیسک برای کاهش پیوندهای مونتاژ و بهبود راندمان موتور (مانند تیغه یکپارچه کمپرسور آلیاژ تیتانیوم موتور CFM56) ساخته شده است.

بخش بدنه جوش داده شده: جوشکاری اصطکاک خطی یا جوش اصطکاک هم زده برای اتصال قطعات آلیاژ تیتانیوم ، کاهش تعداد اتصال دهنده ها و بهبود آب بندی ساختاری استفاده می شود.

2. تطبیق چگالی کم و مدول الاستیک بالا
مدول الاستیک آلیاژ تیتانیوم (حدود 110GPA) بین آلیاژ آلومینیوم (70GPA) و فولاد (210GPA) است و ویژگی های لرزش را می توان از طریق طراحی ساختاری بهینه کرد.

تیغه های فن موتور هواپیما: به عنوان مثال ، تیغه های فن وتر وتر تیتانیوم موتور GP7000 موتور Airbus A380 استرس لرزش را از طریق طراحی ساختاری توخالی کاهش می دهد.
vi روند توسعه آینده
توسعه آلیاژهای جدید تیتانیوم: مانند آلیاژهای تیتانیوم آنتروپی بالا و آلیاژهای تیتانیوم مقاوم در برابر شعله (مانند TI-17) ، بهبود بیشتر عملکرد و ایمنی با دمای بالا.
فناوری تولید افزودنی: ساخت قطعات ساختاری حفره داخلی (مانند تیغه های توخالی) از طریق فن آوری های چاپ سه بعدی مانند فیوژن پودر لیزر (LPBF) ، کاهش زباله های مواد و بهبود آزادی طراحی.
کاربرد کامپوزیت: همراه با مواد کامپوزیت فیبر کربن (CFRP) ، بهبود عملکرد جامع قطعات از طریق ساختارهای لمینیت آلیاژ تیتانیوم (مانند TI-GR2/CFRP).
قطعات فرآوری شده تیتانیوم به ماده اصلی "کاهش وزن ، بهبود بهره وری ، ایمنی و قابلیت اطمینان" در میدان هوافضا با ترکیب عملکرد غیر قابل تعویض آنها تبدیل شده اند و در آینده نقش مهمی در هواپیماهای جدید انرژی (مانند هواپیماهای برقی و هواپیماهای هوافضا) دارند.

ما نه تنها محصولات مس استاندارد را ارائه می دهیم ، بلکه در سفارشی کردن لوله های مس ، فویل های مس و آلیاژهای مس با توجه به نیاز مشتریان نیز برتری داریم. از نمونه اولیه تا تولید انبوه ، GNEE توانایی پاسخ سریع را دارد و راه حل های مس سفارشی را برای بیش از 300 شرکت در سراسر جهان ارائه داده و به مشتریان در بهبود عملکرد محصول کمک می کند.