Titan har en djup samhörighet med flyg. 1953 markerade Douglas Aircraft Companys användning av titanmaterial i motorgondolerna och brandväggarna i DC-T-flygmotorn början på titans flygtillämpningar. Sedan dess har titan använts inom flyget i över ett halvt sekel. Titans omfattande användning inom flyget tillskrivs dess värdefulla egenskaper som är väl lämpade för flygplansapplikationer. Idag kommer TOPTITECH att fördjupa sig i anledningarna till varför flygplansmaterial måste innehålla titanlegeringar.
Introduktion till titan
Det var först 1948 som DuPont i USA började masstillverka svamptitan med hjälp av magnesiumreduktionsmetoden. Detta markerade början av industriell titanproduktion. Titanlegeringar, med sin höga hållfasthet, utmärkta korrosionsbeständighet och höga värmebeständighet, har använts i stor utsträckning inom olika områden.
Egenskaper hos titan
Hög hållfasthet: Titan överträffar aluminiumlegeringar med 1,3 gånger, magnesiumlegeringar med 1,6 gånger och rostfritt stål med 3,5 gånger, och står som mästare bland metalliska material.
Hög termisk styrka: Titan kan arbeta vid temperaturer flera hundra grader högre än aluminiumlegeringar, vilket möjliggör långvarig användning vid temperaturer från 450 till 500 grader.
Överlägsen korrosionsbeständighet: Titan uppvisar motståndskraft mot syror, alkalier och atmosfärisk korrosion. Den har enastående motståndskraft mot gropfrätning och spänningskorrosionssprickor.
Utmärkt lågtemperaturprestanda: Titanlegeringar med minimala mellanliggande element, såsom TA7, bibehåller en viss plasticitetsnivå även vid -253 grad .
Kemisk reaktivitet: Titan uppvisar ökad kemisk aktivitet vid höga temperaturer, och deltar lätt i kemiska reaktioner med föroreningar som väte och syre i luften, vilket resulterar i bildandet av ett härdande skikt.
Låg värmeledningsförmåga och elasticitetsmodul: Titans värmeledningsförmåga är ungefär en fjärdedel av nickel och en femtedel av järn, medan olika titanlegeringar uppvisar en minskning med cirka 50 procent i värmeledningsförmåga jämfört med rent titan. Elasticitetsmodulen för titanlegeringar är ungefär hälften av stålets.
Flygplansapplikationer av titanlegeringar
Titanlegeringar finner främst tillämpning vid tillverkning av flygplan och motorkomponenter, inklusive smidda fläktblad av titan, kompressorskivor, motorkåpor, avgassystem och strukturella ramar såsom vingbalkar. Flyg- och rymdtillämpningar förlitar sig på den höga hållfastheten, korrosionsbeständigheten och lågtemperaturprestandan hos titanlegeringar för tillverkning av tryckkärl, bränsletankar, fästelement, instrumentremmar, ramverk och rakethöljen. Titanlegeringar har använts i konstgjorda satelliter, månmoduler, bemannade rymdfarkoster och rymdfärjor, vilket underlättar konstruktionen av svetsade enheter.
