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钛锻件的特点及应用

2021-09-09 10:14:19

钛锻件具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛锻件的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。目前世界钛锻件加工材年产量已达4万余吨,钛锻件牌号近30种。使用最广泛的钛锻件是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。


钛锻件

钛锻件主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

中国于1956年开始钛和钛锻件研究;钛锻件厂家与60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。

钛锻件是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛锻件的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛锻件在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。70年代起,民用机开始大量使用钛锻件,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。    当航空发动机的推重比从46提高到810,压气机出口温度相应地从200300°C增加到500600°C时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛锻件,或用钛锻件代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。70年代,钛锻件在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛锻件的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛锻件板材焊接件。


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