民用航空領(lǐng)域鈦材需求的分析 |
[ 信息發(fā)布:本站 | 發(fā)布時間:2017-06-04 | 瀏覽:2937次 ] |
全球范圍內(nèi)來看,鈦材消費主要集中在航空工業(yè)領(lǐng)域,航空工業(yè)也是研制和應(yīng)用鈦合金最早的部門。美國1950年首次在F84戰(zhàn)斗轟炸機中采用工業(yè)純鈦制造后機身隔熱板、導(dǎo)風(fēng)罩和機尾罩等非承力結(jié)構(gòu)。美國普拉特-惠特尼(PrattWhitney)公司1954年開始用Ti-6Al-4V合金制造J57渦輪噴氣發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子盤和葉片。英國羅爾斯-羅伊斯(Rolls-Royce)公司于1954年在Avon發(fā)動機上使用了Ti-6Al-4V合金。 鈦合金是當(dāng)代飛機和發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)材料之一,鈦合金對于減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)效率、改善結(jié)構(gòu)可靠性、提高機體壽命、滿足高溫及腐蝕環(huán)境等方面具有其他金屬不可替代的作用,其應(yīng)用水平成為衡量飛機結(jié)構(gòu)選材先進程度的重要指標,是影響飛機性能的重要方面。鈦合金在飛機的主要用途如下: (1)減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)效率:先進的戰(zhàn)技性能(如超音速飛機)要求飛機具有比較低的結(jié)構(gòu)重量系數(shù)(即:機體結(jié)構(gòu)重量/飛機正常起飛重量),而鈦合金具有強度接近中強鋼但密度小的特點,代替結(jié)構(gòu)鋼和高溫合金,能大幅度減輕結(jié)構(gòu)重量,同時也能節(jié)省費用;以發(fā)動機為例,有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,飛機發(fā)動機的質(zhì)量沒降低一公斤,使用費用可降低約220-440美元。 (2)符合高溫部位的使用要求:鈦合金具有耐熱性好的特點,如常用的Ti-6Al-4V能在350℃下長期工作,因此在飛機的高溫部位(如后機身等)可取代因高溫使用性能不能滿足要求的鋁合金;TC11能在500℃下長期工作,在發(fā)動機的壓氣機部位可取代高溫合金和不銹鋼。 (3)符合與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)相匹配的要求:為減輕結(jié)構(gòu)重量和滿足隱身要求,先進飛機大量使用復(fù)合材料,鈦合金與復(fù)合材料的強度、剛度匹配較好,能獲得很好的減重效果。同時,由于二者電位比較接近,不易產(chǎn)生電偶腐蝕,因此相應(yīng)部位的結(jié)構(gòu)件和緊固件宜采用鈦合金。 |