Proč letectví závisí na titanu
Konstrukce letadla oceňuje nízkou hmotnost, vysokou pevnost a odolnost proti únavě a titan poskytuje všem těmto třem vynikající korozní vlastnosti. Titanové díly nahrazují ocel při zhruba 60 procentech hmotnosti při stejném zatížení a materiál snáší teplotní rozsah provozu draku letadla a motoru. Výsledkem je, že titan tvoří významný podíl na konstrukční hmotnosti moderních letadel.
Ti-6Al-4V a Ti-6Al-4V ELI
Stupeň 5, Ti-6Al-4V, je páteř leteckého titanu a používá se pro armatury draků, součásti motorů, spojovací prvky a součásti podvozků. Kombinuje minimální pevnost v tahu 895 MPa s dobrou odolností proti únavě a zavedenými cestami zpracování. Stupeň 23, verze s extra nízkým intersticiálním obsahem, je určena tam, kde je kritická lomová houževnatost a tolerance poškození.
Vysokoteplotní slitiny motoru-
Součásti motoru, které pracují nad užitečným rozsahem Ti-6Al-4V, používají slitiny odolné proti tečení, jako je Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, který slouží pro součásti kompresoru až do teploty zhruba 540 stupňů Celsia. Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo dodává pevnost pro stejné teplotní pásmo. Tyto slitiny si zachovávají svou strukturu a vlastnosti během tisíců cyklů motoru.
Kryogenní a speciální třídy
Stupeň 6, Ti-5Al-2,5Sn, si zachovává svou houževnatost při kryogenní teplotě a používá se pro komponenty palivového systému v provozu na kapalný vodík a kapalný kyslík. Alfa struktura slitiny zabraňuje křehnutí, které působí na jiné materiály při velmi nízkých teplotách. Díky své svařitelnosti je praktický pro výrobu nádrží a linek.
Beta slitiny pro výkovky a plechy
Vysokopevnostní výkovky používají slitiny bohaté na beta-, jako je Ti-10V-2Fe-3Al, které rozpouštěcím zpracováním a stárnutím vyvinou pevnost nad 1200 MPa. Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn se zpracovává jako plech a pás pro tvarované konstrukce a spojovací prvky. Tyto slitiny snižují počet součástí tím, že umožňují tenčí a pevnější části.
Normy a specifikace
Letecký titan je objednáván podle specifikací AMS, včetně AMS 4928 pro Ti-6Al-4V tyč a výkovky a AMS 4911 pro Ti-6Al-4V plechy a plechy, s podpůrnými AMS dokumenty pro specializované slitiny. Každé teplo je sledovatelné a testování zahrnuje složení, vlastnosti v tahu, mikrostrukturu a kvalitu ultrazvuku. Systém specifikací zajišťuje konzistentní chování v částech kritických pro let.
Často kladené otázky
Otázka: Která slitina titanu dominuje letectví?
A: Ti-6Al-4V, Grade 5, je páteř titanových dílů draku a motoru.
Otázka: Proč se titan používá v letadlech?
Odpověď: Poskytuje vysokou pevnost a odolnost proti únavě při zhruba 60 procentech hmotnosti oceli s vynikajícím korozním výkonem.
Otázka: Která slitina slouží pro horké části motoru?
Odpověď: Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo a Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo obsluhují součásti kompresoru v blízkosti 540 stupňů Celsia.
Otázka: K čemu se třída ELI používá?
Odpověď: Stupeň 23, Ti-6Al-4V ELI, se používá tam, kde je kritická lomová houževnatost a tolerance poškození.
Otázka: Který titan se používá při kryogenní teplotě?
Odpověď: Stupeň 6, Ti-5Al-2,5Sn, si zachovává svou houževnatost v kapalném vodíku a kapalném kyslíku.
Otázka: Které specifikace řídí letecký titan?
A>Specifikace AMS jako AMS 4928 a AMS 4911 řídí složení, vlastnosti a testování leteckého titanu.
