Титанът супер сплав ли е?
въвеждам
Съвременните производствени стандарти са много взискателни. От инженерите и дизайнерите непрекъснато се изисква да отговарят на изискванията на индустрията по отношение на производителност, дълголетие, устойчивост и оптимизиране на разходите. Индустриалното производство е в състояние на постоянно развитие. Новите принципи на проектиране, производствени методи и материали са от съществено значение за иновациите.
Някои индустрии могат да бъдат особено взискателни, като например космическата индустрия. Аерокосмическите продукти са подложени на екстремни условия по време на техния експлоатационен живот. Традиционните методи и материали не са достатъчни, за да отговорят на индустриалните стандарти: ето защо аерокосмическите инженери използват материали като суперсплави.
Какво представляват високотемпературните сплави?
По същество суперсплавите са материали с екстремни статистически показатели. Основните свойства на суперсплавите са висока издръжливост, изключително висока механична якост, термоеластичност и дълъг живот. Най-важното свойство на суперсплавите е способността им да работят при високи температури на топене. Всички горепосочени свойства правят суперсплавите жизненоважни за космическата индустрия.
Първоначалната идея за разработване на материали, подходящи за работа в екстремни условия, произтича от желанието да се проектират самолети, които могат да ни издигнат по-високо и по-бързо. Развитието на суперсплавите е тясно свързано с бързото разрастване на космическата индустрия след Втората световна война.
Видове високотемпературни сплави
Има много видове високотемпературни сплави, използвани в космическата индустрия. Един от най-често използваните варианти е суперсплав на базата на титан. Чистият титан има относително ниска плътност, висока якост и висока устойчивост на корозия. Освен това титанът е единственият елемент, който гори с азот. Титанът е толкова здрав, колкото стоманата, но тежи почти наполовина по-малко. Само тези свойства го правят идеален материал за космическата индустрия, където съотношението тегло/якост е критично. Титанът се смесва с други елементи в специфични пропорции, за да подобри още повече своите вече отлични свойства.
Една от най-често използваните сплави на основата на титан е сплавта Ti-6Al-4V. В допълнение към титана, той също така съдържа алуминий и ванадий и се използва предимно в рамките на пилотската кабина, кутиите на крилата и крепежните елементи в търговските самолети. Сплавта показва добър баланс на свойства като якост, пластичност, якост на счупване, якост при висока температура, свойства на пълзене, заваряемост, обработваемост и възможност за гореща обработка. Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo сплавта е топлоустойчива сплав, разработена през втората половина на 60-те години на миналия век. Неговата температура на топлоустойчивост е около 450 градуса. Тази сплав обикновено се използва в компресорни дискове, където 500 градуса е горната температурна граница. Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo сплав, понякога наричана сплав "Ti17", е сплав, разработена в Съединените щати през 1970 г., който има висока якост и отлична якост на счупване. Температурата на устойчивост на топлина е около 350 градуса. В двигателите за търговски самолети вентилаторът и валът са направени от едно цяло, за да се намали теглото на двигателя. Ti-10V-2Fe-3Al сплавта има отлична закаляемост, висока якост и висока якост на умора и се използва главно за колесник.
В допълнение към сплавите на основата на титан, феросплавите са друг клас сплави, които обикновено се използват в различни индустрии, включително космическа и военна. По същество феросплавите са сплави, съставени предимно от желязо. Някои от най-често използваните сплави на основата на желязо са неръждаема стомана, чугун и високовъглеродна стомана. Железните сплави обикновено показват добър баланс на свойства, включително устойчивост на топлина и корозия, издръжливост, здравина и термоеластичност. Въпреки че не проявяват екстремните свойства на суперсплавите на основата на титан или други високотемпературни сплави, лесният им синтез и рентабилността им ги правят безценни.
Друг важен клас сплави за космическата и военната промишленост са алуминиевите сплави. Съотношението тегло/якост на суровия алуминий вече е впечатляващо само по себе си. Добавянето на легиращи елементи като мед, магнезий, манган, силиций, калай, никел и цинк подобрява тези свойства, което прави алуминиевите сплави идеални за военни и космически приложения. Серията 7xxx от алуминиеви сплави са най-често използваните в космическите приложения. Основният легиращ елемент в серията 7xxx е цинкът, което прави този клас най-здравите алуминиеви сплави. Сплавите от серия 7xxx имат граници на провлачване над 500 MPa. Най-често срещаните сплави 7xxx са Al-Zn-Mg-Cu и Al-Li-Cu-Mg.
