Aviatsiyada titanni qo'llash tarixi 1953 yilda AQShda Duglas tomonidan ishlab chiqarilgan DC-T dvigatel podkastlari va xavfsizlik devorlarida titandan birinchi marta foydalanish bilan boshlangan. O'sha paytdan beri titan deyarli 50 yil davomida samolyotlarda ishlatilgan. Samolyotda foydalanish uchun mos bo'lgan ko'plab foydali fazilatlarga ega bo'lganligi sababli, titan aviatsiyada keng qo'llaniladi. Samolyot materiallari bo'yicha bugungi muhokamada titanga bo'lgan ehtiyojni muhokama qilamiz.
1. Titanga kirish
Titan shimgichni yoki titanni birinchi sanoat ishlab chiqarish faqat 1948 yilda AQShning DuPont kompaniyasi magniy jarayonidan foydalangan holda tonna titan shimgichni ishlab chiqargandan so'ng boshlangan. Titanium qotishmasi o'zining yuqori o'ziga xos kuchi, mukammal korroziyaga chidamliligi va yuqori issiqlikka chidamliligi tufayli turli sohalarda keng qo'llaniladi. Titan er qobig'ida ko'pligi bo'yicha o'ninchi o'rinni egallaydi, mis, rux va qalay kabi oddiy metallardan ancha yuqori. Qum va gil ikki turdagi jinslardir, bu erda titan ayniqsa ko'p.
2. titanning xususiyatlari
Yuqori quvvat: alyuminiy qotishmasidan 1,3 baravar, magniy qotishmasidan 1,6 baravar va zanglamaydigan po'latdan 3,5 baravar ko'p, metall materiallar orasida chempion.
Yuqori issiqlik quvvati: foydalanish harorati alyuminiy qotishmasidan bir necha yuz daraja yuqori va 450 dan 500 darajagacha bo'lgan haroratda uzoq vaqt ishlashi mumkin.
Yaxshi korroziyaga chidamlilik: kislota, gidroksidi va atmosfera korroziyasiga chidamli, ayniqsa chuqurlik va stress korroziyasiga kuchli qarshilik.
Yaxshi past haroratli xususiyatlar: juda past interstitsial elementlarga ega titanium qotishmasi TA7 ma'lum darajada plastiklikni -253 darajada ushlab turishi mumkin.
Yuqori kimyoviy faollik: yuqori haroratlarda yuqori kimyoviy faollik, qattiqlashtirilgan qatlam hosil qilish uchun havodagi vodorod va kislorod kabi gazsimon aralashmalar bilan oson kimyoviy reaksiyaga kirishadi.
Kichik issiqlik o'tkazuvchanligi, elastiklikning kichik moduli: issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan 1/4 nikel, 1/5 temir va 1/14 alyuminiy, turli titanium qotishmalarining issiqlik o'tkazuvchanligi esa titandan taxminan 50 foizga past. Titan qotishmalarining elastiklik moduli po'latning 1/2 qismini tashkil qiladi.
3.Titan qotishmalarining tasnifi va ishlatilishi
Issiqlikka chidamli qotishmalar, yuqori quvvatli qotishmalar, korroziyaga chidamli qotishmalar (titan-molibden qotishmalari, titanium-palladiy qotishmalari va boshqalar), past haroratli qotishmalar va noyob funktsional qotishmalar ulardan foydalanish maqsadiga ko'ra titanium qotishmalarining ayrim toifalari ( titan-temir vodorod saqlash materiallari va titanium-nikel xotira qotishmalari). Titan va uning qotishmalari juda uzoq vaqt davomida ishlatilmaganiga qaramay, ular o'zlarining ajoyib fazilatlari uchun ko'plab yirik mukofotlarga sazovor bo'lishgan. Kuchliligi, past og'irligi va yuqori haroratlarga chidamliligi tufayli u turli kosmik kemalar va samolyotlarni ishlab chiqarish uchun juda mos keladi. Aerokosmik sektor hozirda butun dunyo bo'ylab ishlab chiqarilgan titanium va titanium qotishmalarining qariyb 75 foizidan foydalanadi. Ilgari titanium qotishmalaridan qurilgan, lekin dastlab alyuminiy qotishmalaridan qurilgan bir nechta komponentlar mavjud.
4. aviatsiya ilovalarining titanium qotishmasi
Titan qotishmasi asosan samolyot va dvigatel ishlab chiqarish materiallarida, masalan, titan fanatlar, kompressor disklari va pichoqlari, dvigatel qopqog'i, egzoz moslamalari va boshqa qismlar, shuningdek, samolyot nurlari va boshqa strukturaviy ramka qismlarida qo'llaniladi. Sun'iy yer yo'ldoshlari, oy modullari, boshqariladigan kosmik kemalar va kosmik kemalar ham titanium qotishma plastinka payvandlangan qismlardan foydalanadi.
1950 yilda Qo'shma Shtatlar birinchi marta F-84 qiruvchi-bombardimonchi samolyotida orqa fyuzelyajning issiqlik pardasi, shamol qalqoni, quyruq qopqog'i va boshqa yuk ko'tarmaydigan komponentlar sifatida paydo bo'ldi. 60-yillar qisman konstruktiv po'lat ishlab chiqarish uchun ajratgich, nur, flap slayd va boshqa muhim yuk ko'taruvchi komponentlar o'rniga orqa fuzelajdan fyuzelajgacha titanium qotishma qismlaridan foydalana boshladilar. 70-yillardan boshlab, fuqarolik samolyotlari titanium qotishmasidan ko'p miqdorda foydalana boshladilar, masalan, Boeing 747 yo'lovchi samolyoti titanli 3640 samolyot og'irligining 28 foizidan ko'prog'ini tashkil etdi. Qayta ishlash texnologiyasining rivojlanishi bilan raketalarda, sun'iy yo'ldoshlarda va kosmik kemalarda ko'p miqdordagi titanium qotishmasi ham qo'llaniladi.
Samolyot qanchalik rivojlangan bo'lsa, ko'proq titan ishlatiladi. AQSh F-14Qiruvchi samolyoti titanium qotishmasidan foydalanadi, bu samolyot og'irligining taxminan 25 foizini tashkil qiladi; F-1525,8 foizga qiruvchi samolyot; titan miqdorining 41 foiziga ega bo'lgan AQSh qiruvchi samolyotlarining to'rtinchi avlodi, uning F119 dvigateli titan miqdorining 39 foizi hozirda titaniumli samolyotlarning eng yuqori miqdori hisoblanadi.
5. Titan qotishmalarining aviatsiyada ko'p qo'llanilishining sabablari
Zamonaviy samolyotlarning maksimal tezligi tovush tezligidan 2,7 baravar ko'proqqa yetdi. Bunday tez tovushdan tez parvoz samolyotning havoga ishqalanishiga olib keladi va juda ko'p issiqlik hosil qiladi. Parvoz tezligi tovush tezligidan 2,2 baravarga yetganda, alyuminiy qotishmalari unga bardosh bera olmaydi. Yuqori haroratga chidamli titanium qotishmalaridan foydalanish kerak.
Aviamotorning tortish kuchiga nisbati 4-6 dan 8-10 gacha oshirilsa, kompressor chiqishidagi harorat mos ravishda 200-300 darajadan 500-600 gacha oshiriladi. daraja , alyuminiydan tayyorlangan asl past bosimli kompressor diski va pichoq titanium qotishmasiga o'zgartirilishi kerak.
So'nggi yillarda olimlar titanium qotishmasining ishlashi bo'yicha tadqiqot ishlarini olib borishda yangi yutuqlarga erishishda davom etmoqdalar. Titanium, alyuminiy, vanadiydan tashkil topgan original titanium qotishmasi, eng yuqori ish harorati 550 ° ~ 600 ° , va yangi ishlab chiqilgan titanium alyuminiy (TiAl) qotishmasi, eng yuqori ish harorati 1040 darajaga ko'tarildi.
Yuqori bosimli kompressor disklari va pichoqlarini ishlab chiqarish uchun zanglamaydigan po'lat o'rniga titanium qotishmalaridan foydalanish strukturaning og'irligini kamaytirishi mumkin. Samolyotda vaznning har 10 foizga kamayishi uchun yoqilg'ini 4 foizga tejashga erishish mumkin. Raketalar uchun har 1 kg vaznning kamayishi masofani 15 km ga oshirishi mumkin.
6.titanium qotishma ishlov berish xususiyatlarini tahlil qilish
Avvalo, titanium qotishmasining issiqlik o'tkazuvchanligi past, faqat 1/4 po'lat, alyuminiy 1/13, mis 1/25. Kesish sohasida issiqlikning sekin tarqalishi tufayli issiqlik muvozanatiga mos kelmaydi, kesish jarayonida issiqlik tarqalishi va sovutish effekti juda yomon, kesish hududida yuqori haroratni shakllantirish oson, ishlov berilgandan so'ng qismlarning deformatsiyasi rebound, natijada ortib borayotgan momentni kesish asbobida, chekka tez eskirish, chidamlilik pasaygan.
Ikkinchidan, titanium qotishmasining issiqlik o'tkazuvchanligi past, shuning uchun chiqib ketish asbobi yaqinidagi kichik maydonda issiqlik to'planishi oson tarqalmaydi, old asbob sirtining ishqalanishi kuchayadi, chipga oson emas, kesish issiqlik tarqalishi oson emas, tezlashadi. asbob kiyimi. Nihoyat, titanium qotishmasining kimyoviy faolligi yuqori, yuqori haroratlarda ishlov berish asbob materiali bilan reaksiyaga kirishish oson, eruvchan, diffuziya hosil bo'lishi, natijada yopishqoq pichoq, yonib turgan pichoq, singan pichoq va boshqa hodisalar.
