航空材料为什么非得要用钛合金？.docx

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1、钛与航空有着不解之缘.1953年,在美国道格拉斯公司生产的DC-T机发动机吊舱和防火壁上首次使用钛材，从而揭开了钛航空应用的历史。从那时以来，钛在航空上己应用了半个多世纪.钛能在航空上广泛应用是由于它有适于E机应用的许多宝货特性.今天我们就来讲讲航空材料为什么非得要用钛合金，一、钛的简介1948年美国公司才用镁法成吨生产海绵钛一一这标志着海绵钛即钛工业化生产的开始。而钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域.钛在地壳中含量较丰富，含量排第九位，远高于铜、锌、谒等常见金属。钛广泛存在于许多岩石中，特别是砂石和粘土中.二、钛的特性强度高：是铝合金的1.3倍，镁合金的1.6

2、倍，不锈钢的3.5倍，金属材料中的冠军.热强度高：使用温度比铝合金高几百度，可在450500C的温度下长期工作.抗蚀性好：耐酸、耐碳、耐大气腐蚀，对点蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强.低温性能好间隙元素极低的钛合金TA7在-253。C下还能保持一定的塑性.化学活性大：高温时化学活性很高，轻易与空气中的气、氧等气体杂质发生化学反应，生成硬化层.导热系数小、弹性模量小：导热系数约为银的1/4,铁的1/5,铝的1/14.而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%.钛合金的弹性模量约为钢的1/2.三、性合金的分类及用途钛合金按用途可分为：耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-铝，钛-铝合金等）、低混合金以

3、及特殊功能合金（钛-铁贮室材料和钛-镜记忆合金）等.尽管钛及其合金应用的历史不长，但由于它那超众的性能，已经获得了多个光荣称号.首先荣获的称号就是“空间金属它至量轻、强度大又耐高温，特别适于制造飞机和各种航天器.目前世界上生产的钛及钛合金，大约有四分之三都用于航空航天工业.许多原来用铝合金的部件，都改用了钛合金.四、钛合金的航空应用钛合金主要用于飞机及发动机的制造材料，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、发动机罩、排气装置等零件以及飞机的大梁隔框等结构框架件.航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体.人造地球卫星、登月舱、载人飞

4、船和航天飞机也都使用钛合金板材焊接件。合金系和类型代号产品种类主要用途工业纯秋TA1、TA2、TA3板、带、管、棒、线、铸件飞机骨架、器皮、发动机部件就铝合金TA6板、棒、籥、铸件飞机SS皮、骨架零件、压气机亮体、叶片等ft铝凯合金TC4、TC10板、棒、管飞机结构零件、起落支架等1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾谓等非承力构件.60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身.部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟理滑轨等由要承力构件.70年代起，民用机开始大盘使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上占机电28%,随着加工工艺技术的发展，在火箭、人造卫

5、星和宇宙飞船上，也用了大量的钛合金.飞机越先进，使用的钛越多.美国F-14A战斗机使用的钛合金，约占机函的25%;F-15A战斗机为25.8%；美国第四代战斗机用钛量为41%,MF119发动机用钛18为39%,是目前用钛最最高的飞机.161412IO864207E7757747747-SP737*e7677*7?71955196519751985199525推出年代五.钛合金在航空中被大量应用的原因现代飞机的航行最高时速已达到音速的2.7倍以上,这么快的超音速飞行，会使飞机与空气摩擦而产生大量的热.当飞行速度达到音速的2.2倍时，铝合金就经受不住了。必须采用耐高温的钛合金.当航空发动机的推重比

6、从46提高到810,压气机出口温度相应地从200300P熠加到500600（时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金。近年来科学家们对钛合金性能的研究工作，不断取得新的进展.原来由钛、铝、钢组成的钛合金，最高工作温度为550600,而新研制的钛化铝（TiAI）合金，最高工作温度已提高到1040。*用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，可以减轻结构重量。飞机每减轻至10%,可节省燃料4%.对火箭来说，每减轻1kg的至量，就可增加15km的射程.钛合金材料飞机起落架零件六、钛合金机加工特性分析首先，钛合金导热系数低，仅是钢的1/4,铝的1/13,铜的1/25.因切削区散热慢，不利于热平衡，在切削加工过程中，散热和冷却效果很差，易于在切削区形成高温，加工后零件变形回弹大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快，耐用度降低.其次，钛合金的导热系数低，使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削热不易散发，加速刀具磨损,嵌后，钛合金化学活性高，在高温下加工易与刀具材料起反应，形成溶敷、犷散,造成粘刀、烧刀、断刀等现象.