Primena materijala od legura titanijuma u vojnoj opremi

Vojni materijali su materijalna osnova nove generacije naoružanja i opreme, a ujedno su i ključne tehnologije u vojnoj oblasti današnjeg svijeta. Tehnologija novih vojnih materijala je nova tehnologija materijala koja se koristi u vojnom polju. To je ključ modernog sofisticiranog naoružanja i opreme i važan dio vojne visoke tehnologije. Zemlje širom svijeta pridaju veliki značaj razvoju tehnologije novih vojnih materijala. Ubrzanje razvoja tehnologije novih vojnih materijala važan je preduvjet za održavanje vojnog vodstva. Ovaj članak će se fokusirati na primjenu materijala od legure titana u vojnoj opremi.

Titanijumska legura je legura nastala dodavanjem drugih elemenata legure titanijumu. Titanijumska legura ima dobru otpornost na koroziju, otpornost na zamor i visoku specifičnu čvrstoću, te igra nezamjenjivu ulogu u smanjenju težine zrakoplovne opreme. Zbog toga se široko koristi u avio-motorima, avionima, projektilima i drugim poljima. Kako bi se zadovoljile karakteristike velike brzine i velike manevarske sposobnosti naprednih lovaca, potrebno je što više smanjiti težinu uz osiguranje strukturne čvrstoće trupa, a istovremeno imati jaku otpornost na visoke temperature. Titanijumska legura je metalni materijal sa najvećom specifičnom čvrstoćom (omjer čvrstoće i težine). Može značajno smanjiti težinu aviona i poboljšati strukturnu efikasnost dok zadovoljava visoku strukturnu snagu naprednih lovaca.

Titanijum ima niz odličnih svojstava kao što su mala težina, visoka specifična čvrstoća i otpornost na koroziju. To je odličan lagani strukturni materijal visoke tačke topljenja, novi funkcionalni materijal i važan biomedicinski materijal. Široko se koristi u vazduhoplovstvu, vazduhoplovstvu, brodovima, nuklearnoj energiji, hemijskoj industriji, nafti, metalurgiji, električnoj industriji, lakoj industriji, lečenju, sportu, zaštiti životne sredine i svakodnevnom životu ljudi. Tržišna perspektiva postaje sve veća sa napretkom društva. Titanijum spada u kategoriju retkih metala, ali resursi titanijuma su u izobilju i mogu efikasno da podmire potrebe društvenog razvoja. Kina, Sjedinjene Američke Države, Rusija, Japan i druge zemlje uspostavile su kompletan sistem metalurgije, obrade, primjene i naučnog istraživanja titana. Evropa i druge zemlje su takođe uspostavile napredne sisteme obrade, primene i naučnog istraživanja titanijuma i legura, koji daju pouzdane garancije za proizvodnju visokokvalitetnih materijala od titanijuma. Prema tome, titan je vrsta materijala na čijem istraživanju, razvoju i primeni ljudi naporno rade.

Od kasnih 1960-ih, količina titanijuma koji se koristi u vojnim avionima se povećavala iz godine u godinu. Trenutno se količina titanijumske legure koja se koristi u raznim naprednim lovcima i bombarderima dizajniranim u Evropi i Sjedinjenim Državama stabilizovala na više od 20%, a količina titanijuma koja se koristi u američkom lovcu F{2}} je čak 41%. Trenutno, potrošnja legure titanijuma svake jedinice borbenog aviona treće generacije moje zemlje iznosi oko 2,25 tona, što je 12 puta više od aviona druge generacije (J-8 0,2 tone); potrošnja legure titana svake jedinice borbenog aviona četvrte generacije može dostići oko 3,6 tona. Sa povećanjem vrijednosti, planirane potrošnje i količine titanijumskih legura za vojne borbene avione četvrte generacije, očekuje se da će potražnja na tržištu za vrhunskim vojnim legurama titanijuma nastaviti da raste.

Sa razvojem modernog ratovanja, vojsci je potreban multifunkcionalni napredni sistem haubica velike snage, velikog dometa, visoke preciznosti i sposobnosti brzog reagovanja. Jedna od ključnih tehnologija naprednih haubičkih sistema je tehnologija novih materijala. Olakšavanje materijala za samohodne artiljerijske kupole, komponente i laka metalna oklopna vozila je neizbježan trend u razvoju naoružanja. Pod pretpostavkom osiguravanja dinamike i zaštite, legure titanijuma se široko koriste u vojnom oružju. Upotreba legure titanijuma u kočnici za trzaj pištolja 155 ne samo da može smanjiti težinu, već i smanjiti deformaciju cijevi pištolja uzrokovanu gravitacijom, učinkovito poboljšavajući preciznost pucanja; neke komponente složenog oblika na glavnim borbenim tenkovima i helikoptersko-protutenkovskim višenamjenskim projektilima mogu biti napravljene od legure titanijuma, što ne samo da može zadovoljiti zahtjeve performansi proizvoda već i smanjiti troškove obrade komponenti.

Dugo vremena u prošlosti, primjena titanijumskih legura bila je jako ograničena zbog visokih troškova proizvodnje. Posljednjih godina, zemlje širom svijeta aktivno razvijaju jeftine titanijumske legure, dok smanjuju troškove, također moraju poboljšati performanse titanijumskih legura. U mojoj zemlji, troškovi proizvodnje titanijumskih legura su i dalje relativno visoki. Sa postepenim povećanjem upotrebe titanijumskih legura, traženje nižih troškova proizvodnje je neizbežan trend u razvoju legura titanijuma.

Titanijum je metal sa odličnim performansama i bogatim resursima razvijenim 1950-ih. Sa sve hitnijom potražnjom za materijalima visoke čvrstoće i male gustine u vojnoj industriji, proces industrijalizacije titanijumskih legura značajno je ubrzan. U inostranstvu je težina titanijumskih materijala na naprednim avionima dostigla 30~35% ukupne težine konstrukcije aviona. Tokom Devete petoletke, kako bi se zadovoljile potrebe vazduhoplovstva, vazduhoplovstva, brodova i drugih resora, zemlja je leguri titanijuma postavila jedan od razvojnih prioriteta novih materijala. Očekuje se da će deseta petogodišnjica postati period brzog razvoja novih materijala i novih procesa za legure titanijuma u mojoj zemlji.

Iz perspektive globalne strukture potražnje na tržištu, legure titana se uglavnom koriste u avio industriji, nacionalnoj odbrambenoj i vojnoj industriji i drugim industrijama. Među njima, potražnja za primjenom u avio industriji je najveća, koja čini oko 50%, uglavnom se koristi u proizvodnji aviona i motora. Međutim, u poređenju sa Kinom, postoje očigledne razlike u strukturi potražnje za titanijumskim proizvodima. U Sjevernoj Americi i Evropskoj uniji, koje su razvile zrakoplovnu i vojnu odbrambenu industriju, posebno u Sjedinjenim Državama, više od 50% potražnje za proizvodima od titana dolazi iz područja zrakoplovne i vojne odbrane. Iako je moja zemlja jedan od najvećih svjetskih proizvođača i potrošača metala od titanijuma, većina potražnje moje zemlje za proizvodima od titanijuma dolazi iz hemijske industrije, a primena su uglavnom materijali otporni na koroziju sa relativno niskim tehničkim sadržajem. Iako je udio vrhunske potražnje u vazduhoplovstvu povećan u posljednje dvije godine, on i dalje iznosi samo oko 18,4% (10,000 tona), što je daleko ispod međunarodnog prosjeka. Gore navedeni podaci pokazuju da što je zemlja razvijenija, što je njen industrijski obim veći, to više titanijuma koristi; što je zemlja tehnološki naprednija, to više titanijuma koristi u avio-svemirskoj industriji, a koristi više titanijuma visoke klase.