Титанове легуре у ваздухопловству

Авијски превоз је постао саставни део нашег свакодневног животанезависно да ли је то путем логистике ваздушног товара или путовања авионом. Када погледамо у небо и посматрамо авионе који се крећу изнад нас, природно се поставља питање: који се материјали користе за израду авиона који могу да носе тако огроман товар и да лете на високој висини?
Хајде да истражимо материјале који стоје иза ове изузетне способности.

Преглед титана

Године 1948., Дјупон је успешно постигао индустријску производњу титана са сунџером помоћу процеса редукције магнезијума, што је обележило велику прекретницу у историји титанијских материјала. Од тада, титанијумске легуре су широко примењене у различитим индустријама због својих изузетних физичких својстава, укључујући висока специфична чврстоћа, одлична отпорност на корозију и супериорна отпорност на топлоту .

Посебно, титан је обилан елемент у Земљиној коре, рангирање девети по општој обиљези , далеко превазилази оне у обичном употреби метала као што су бакар, цинк и калај. Широко је распоређен у многим врстама стене, посебно у песку и глину, где су резерве посебно значајне.

Карактеристике титана

Титан показује низ изузетних својстава, укључујући висока чврстоћа, висока топлотна чврстоћа, одлична отпорност на корозију, изванредне перформансе на ниским температурама и јака хемијска активност .

Конкретно, чврстоћа титана далеко превазилази чврстоћу алуминијумских легура, магнезијумских легура и нерђајућих челика, што га чини једним од најистакнутијих конструктивних метала. Титане легуре такође изузетно добро функционишу на повишеним температурама, са оперативним температурама знатно вишим од оних алуминијумских легура, и могу задржати дугорочне перформансе на високим температурама. 450 до 500°C .

Поред тога, титан показује одличну отпорност на киселине, алкалије и атмосферску корозију, посебно показујући снажну отпорност на корозија у јами и крекинг од корозије на стресу - Да ли је то истина? На ниским температурама, титанијумске легуре као што су ТА7 задржати добру дугативност и механичка својства, чак и на температурама ниским од 253°C .

Међутим, титан показује високу хемијску реактивност на повишеним температурама и може лако да реагује са гасима као што су водоник и кисеоник у ваздуху, формирајући тврде слојеве површине. Осим тога, титанове легуре имају релативно ниску топлотну проводностприближно 1/4 од никла, 1/5 од гвожђа и 1/14 од алуминијума док је њихов еластични модул приближно пола од челика - Да ли је то истина? Ове карактеристике чине титан неопходним за многе напредне инжењерске апликације.

Класификација и примене титанијумских легура

Титанове легуре се могу класификовати према њиховим апликацијама у топлоотпорне легуре, високојаке легуре, корозионноотпорне легуре (као што су Ти-Мо и Ти-Пд легуре), нискотемпературне легуре , и специјалне функционалне легуре , укључујући титаново-железне материјале за складиштење водорода и титаново-никелове спојне легуре.

Иако је историја примене титанијских легура релативно кратка, њихове изванредне перформансе су им донеле бројне разлике, од којих је једна титула свемирски метал. Овај назив потиче од њихове мале тежине, велике чврстоће и одличне отпорности на високе температуре, што их чини идеалним материјалима за авионе и ваздухопловне возила.

Тренутно, око три четвртине светске производње титана и титанијске легуре се користи у ваздухопловном сектору , а многе компоненте које су некада биле направљене од алуминијумских легура сада су замењене титанијским легурама.

Авијацијске апликације

Титанове легуре су критични материјали у производњи авиона и мотора. Широко се користе у ковани делови вентилатора, дискови и лопате компресора, корпуси мотора, изгасни системи , као и структурне компоненте као што су окрете и преграде .

У ваздухопловству, висока специфична чврстоћа, отпорност на корозију и ниске температуре титанијумских легура чине их идеалним за садржење и опрема за производњу, производњу и производњу биљних биљки, - Да ли је то истина? Заваривање листова титанијумске легуре се широко користи у вештачки сателити, лунарни модули, пилотирани свемирски бродови и свемирски шатлови .

Године 1950. Сједињене Државе су први пут примениле титанијумске легуре на Ф-84 борбени бомбардер , користећи их за компоненте које не носе оптерећење као што су топлотни штит задњег фузелажа, ваздушни канали и репови. Почевши од 1960-их, титанијумске легуре су се прошириле од задних апликација за фузелаж до средњег фузелажа, делимично замењујући структурни челик у преграде, греде и траке за факеле .

До 1970-их, са масовном производњом цивилних авиона као што су Боинг 747 , употреба титана се драматично повећала. Само Боинг 747 је користио више од 3640 kg титана , што је приближно 28% конструктивне тежине авиона - Да ли је то истина? Титанијумске легуре су такође биле широко коришћене у ракетима, сателитима и свемирским бродовима.

Карактеристике обраде титанијумских легура

Прво, титанијумске легуре имају релативно ниску топлотну проводност једна четвртина челика, једна тринаестина алуминијума и једна двадесет пета од бакра - Да ли је то истина? Током обраде, распад топлоте и хлађење су стога неефикасни, што доводи до високе температуре концентрисане у зони резања - Да ли је то истина? Ово може изазвати деформацију радног комада и еластичну рекуперацију, повећати окретни тренутни момент, убрзати зношење ивице алата и значајно смањити живот алата.

Друго, зато што се топлота за сечење концентрише близу ивице сечења и не може се брзо раскинути, трчење на лицу гребе се повећава, што отежава евакуацију чипова и додатно убрзава зношење алата.

На крају, на повишеним температурама, хемијска активност титанијумских легура значајно се повећава. Они имају тенденцију да реагују са алатом материјала, што резултира адхезија, дифузија и формирање грана - Да ли је то истина? Ови феномени могу довести до залепљења алата, пећи или кршења, што озбиљно утиче на квалитет и ефикасност обраде.

Предности обрадничких центара

Машинарски центри могу истовремено обрађивати више компоненти, што значајно побољшава ефикасност производње. Њихова висока прецизност осигурава одличну конзистенцију производа, а са функцијама компензације алата, усаглашена прецизност алата може бити у потпуности искориштена.

Машински центри такође нуде јака прилагодљивост и флексибилност , лако управљање луком обраде, раширење, и филе прелазе. И још импресивније, они подржавају вишефункционалне операције , укључујући фрезирање, бушење, бушење и додирње све на једној машини.

Из перспективе контроле трошкова, центри за обраду омогућавају тачан рачуноводство и распоређивање производње, елиминишу потребу за специјализованим опремама, смањују укупне трошкове и скраћују производне циклусе. Они такође значајно смањује интензитет рада и може се интегрисати са ЦАМ софтвером као што су УГ (НХ) за обављање вишеосновог обраде.

Избор алата за резање и хладила

Избор одговарајућих алата за сечење и хладила је од кључног значаја приликом обраде титаних легура. Инструментни материјали морају да приказују висока тврдоћа и отпорност на зношење да се обезбеди ефикасно уклањање материјала. Избор хладила директно утиче на квалитет и ефикасност обрадеодређени хладиласни средства смањују тријање и топлоту за резање, продужују живот алата и побољшавају тачност обраде.

1. у вези са Потребе за материјалом алата

• Тврдоћа алата мора бити знатно већа од титанијумске легуре да би се омогућило ефикасно сечење.
• Инструменти морају имати довољну снагу и чврстоћу да издрже висок вртежни момент и силе резања.
• С обзиром на високу чврстоћу титаневих легура, ивице за сечење морају остати оштре; стога је потребна одлична отпорност на знојење како би се минимизирало тврдње рада.

2. Постављање Избор геометрије крајних млина

Због јединствених карактеристика обраде титанових легура, геометрија крајњег млина се значајно разликује од конвенционалних алата.
А мањи угао спирале (β) препоручује се повећање волумена флуте, побољшање евакуације чипова и побољшање дисипације топлоте.

3. Уколико је потребно. Избор параметра за резање

Приликом обраде титаних легура, ниже брзине сечења треба користити у комбинацији са одговарајућим стопама хране, разумним дубинама сечења и контролисаним допунама за завршну обработу.

4. Уколико је потребно. Избор и примена хладила

Хладнила која садрже хлор треба избегавати како би се спречила формирање токсичних супстанци и крхкост водоника, као и да се смањи ризик од пуцања под стресном корозијом на високим температурама.
Препоручује се употреба синтетичке воднорастворљиве емулзије или специјално формулисаних хладница погодних за обраду титанијеве легуре.