Primena legure titanijuma u avio-motorima
Motor je srce aviona. Rotirajući delovi kao što su ventilator motora, disk kompresora visokog pritiska i lopatice ne samo da moraju da izdrže veliki stres, već moraju imati i određeni stepen otpornosti na toplotu. Takvi radni uvjeti su prevrući za aluminij i pregusti za čelik. Titanijum je najbolji izbor. Titanijum ima dobru otpornost na visoke temperature, otpornost na puzanje i otpornost na oksidaciju na temperaturama od 300 ~ 650 stepeni. Istovremeno, važan pokazatelj performansi motora je omjer potiska i težine, koji je omjer potiska koji motor stvara prema njegovoj masi. Najraniji motori su imali omjer potiska i težine 2:3, ali sada može dostići 10. Što je veći omjer potiska i težine, to su bolje performanse motora. Upotreba legure titana umjesto originalne legure visoke temperature na bazi nikla može smanjiti masu motora i značajno poboljšati omjer potiska i težine motora aviona. Titanijum se sve više koristi u avionskim motorima. U naprednim stranim vazduhoplovnim motorima, količina legure titanijuma visoke temperature čini 25% do 40% ukupne mase motora. Na primjer, sadržaj legure titanijuma u motoru treće generacije F100 je 25%, a sadržaj legure titanijuma u motoru četvrte generacije F119 je 40%.
Komponente avio-motora zahtijevaju da legure titana imaju dobru trenutnu čvrstoću, otpornost na toplinu, trajnu čvrstoću, otpornost na puzanje pri visokim temperaturama i strukturnu stabilnost od sobne temperature do viših temperatura. Iako legure titanijuma tipa i skoro - - imaju visoku vlačnu čvrstoću od sobne temperature do oko 300 stepeni, otpornost na puzanje i otpornost na toplotu legura naglo opada na višim temperaturama, tako da su legure titana retke. korišteno. Koristi se u motorima aviona. Titanijumske legure alfa i skoro{8}} tipa imaju dobra svojstva puzanja, izdržljivost i zavarljivost i pogodne su za upotrebu u okruženjima sa visokim temperaturama.
titanijumska legura ne samo da ima dobra svojstva za toplotnu obradu, već ima i dobra sveobuhvatna svojstva u okruženjima sa srednjim i visokim temperaturama. Zbog toga se legure titanijuma tipa -tip, blizu- -tipa i - -tipa široko koriste u vazduhoplovnim motorima.
Trenutno je maksimalna radna temperatura visokotemperaturnih titanijumskih legura koje se koriste u vazduhoplovnim motorima povećana sa 350 stepeni na 600 stepeni, što može da zadovolji materijalne potrebe naprednih motora. Nakon pola vijeka napora istraživača legura titanijuma širom svijeta, Ti811 (Ti-8Al-1Mo-1V), Ti-6Al-2Zr -1Mo-1V, Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.25Si, Ti{{ 18}}.25Al-11Sn-5Zr, Ti{22}}Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe{{29} }.3Si, Ti{31}}Al-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr, Ti{36}}Al-2Sn{ {38}}Zr-6Mo, Ti-6.2Al- 2.8Mo-2Nb-2Sn-2.1Zr{{48} }.3Cr, Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-4Mo-0.45Si, Ti-5.8Al{{59} }Sn -3.5 Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si-0.06C), itd. legura.
Ti811 (Ti-8Al-1Mo-1V) legura ima prednosti niske gustine, visokog modula elastičnosti, odličnih performansi prigušenja vibracija, dobre termičke stabilnosti, dobrih performansi zavarivanja i dobre formabilnosti . Njegova specifična krutost je najveća među svim industrijskim titanijumskim legurama. of. Zhao Yongqing i dr. Proveli smo dubinsku studiju o termičkoj stabilnosti i visokotemperaturnom zamoru legure Ti811 i proučavali uticaj mikrostrukture i stanja površine uzorka na performanse termičke stabilnosti legure Ti811. Rezultati pokazuju da legura Ti811 sa ravnoosnom strukturom i strukturom u dva stanja ima dobru termičku stabilnost; postojanje igličaste strukture smanjuje termičku stabilnost legure Ti811. Osim toga, studije su pokazale da kada se legura Ti811 zagrije na 425 stupnjeva, površinski sloj oksida i vrijeme izlaganja nemaju značajan utjecaj na termičku stabilnost legure.
Na visokim temperaturama od 350 stepeni i 500 stepeni, osetljivost legure Ti811 na zamor raste sa porastom temperature. Puzanje je važan faktor koji utiče na kvar FF legure Ti811 na visokim temperaturama. Promjene amplitude pomaka utiču na umor. Uloga i mehanizam faktora stresa i habanja tokom procesa FF.
Trenutno praktične legure titana otporne na toplinu su Ti1100 i IMI834, koje su korištene u EJ2000 i 55-712 modificiranim motorima. Zbog pojave nesreća sa "titanijumskim požarom", legure titanijuma otporne na vatru privlače sve više pažnje. Sjedinjene Države, Rusija i druge zemlje razvile su nove legure titanijuma sa dobrim svojstvima otpornosti na vatru. Alloy C je legura titanijuma visoke čvrstoće otporna na vatru koju je razvila kompanija Pratt & Whitney u Sjedinjenim Državama. Korišćen je kao komponenta vektorske mlaznice za motor F119. Nominalni sastav legure je Ti-35V-15Cr (maseni udio, %), a legura sadrži veliku količinu skupog metala vanadijuma. , zajedno sa činjenicom da proces vruće deformacije ingota legure Alloy-C zahtijeva upotrebu neke posebne opreme, što dodatno povećava cijenu materijala. Rusija je sprovela istraživanje jeftinih Ti-Cu legura i prijavila BT25 i BT36 legure. Kineski naučni istraživači napravili su sistematski sažetak i relevantnu procenu ranog istraživačkog rada na legurama titanijuma za motore.
