Verwendung von Titanlegierungen

Titanlegierung hat eine hohe Festigkeit und geringe Dichte, gute mechanische Eigenschaften, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit ist sehr gut. Darüber hinaus weisen Titanlegierungen eine schlechte Prozessleistung, Schneid- und Verarbeitungsschwierigkeiten auf und absorbieren bei der thermischen Verarbeitung sehr leicht Verunreinigungen wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff. Zudem ist die Abriebfestigkeit mangelhaft, der Herstellungsprozess ist aufwändig. Die industrielle Produktion von Titan wurde im Jahr 1948 begonnen. Die Notwendigkeit für die Entwicklung der Luftfahrtindustrie, so dass die Titanindustrie zu einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von etwa 8 % Entwicklung. Derzeit beträgt die weltweite jährliche Produktion von Verarbeitungsmaterialien für Titanlegierungen mehr als 40.000 Tonnen, wobei es sich bei fast 30 Arten um Titanlegierungen handelt. Die am häufigsten verwendete Titanlegierung ist Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) und industriell reines Titan (TA1, TA2 und TA3).
Titanlegierungen werden hauptsächlich zur Herstellung von Kompressorteilen für Flugzeugtriebwerke verwendet, gefolgt von Strukturteilen für Raketen, Flugkörper und Hochgeschwindigkeitsflugzeuge. Mitte der {1}}er Jahre wurden Titan und seine Legierungen in allgemeinen industriellen Anwendungen zur Herstellung von Elektroden verwendet für die Elektrolyseindustrie, Kondensatoren für Kraftwerke, Heizgeräte für Erdölraffinerien und Meerwasserentsalzung sowie Geräte zur Kontrolle der Umweltverschmutzung. Titan und seine Legierungen sind zu einem korrosionsbeständigen Strukturwerkstoff geworden. Es wird auch zur Herstellung von Wasserstoffspeichermaterialien und Formgedächtnislegierungen verwendet.
China begann 1956 mit der Forschung zu Titan und Titanlegierungen; Die industrielle Produktion von Titan begann Mitte der {1}}er Jahre und es wurde die TB2-Legierung entwickelt.

Titanlegierung ist ein neues wichtiges Strukturmaterial, das in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet wird. Das spezifische Gewicht, die Festigkeit und die Temperaturnutzung liegen zwischen Aluminium und Stahl, sind jedoch höher als die Festigkeit und weisen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion und eine Leistung bei extrem niedrigen Temperaturen auf. 1950 wurde es erstmals in den USA beim F-84-Jagdbomber als Hitzeschild am hinteren Rumpf, als Windschutzscheibe, als Heckverkleidung und als andere nichttragende Komponenten verwendet. In den 60er Jahren begannen die Titanlegierungsteile vom hinteren Rumpf zum mittleren Rumpf, einem Teil der Heckverkleidung, zu wechseln. Die Verwendung einer Titanlegierung verlagerte sich auf den mittleren Rumpf und ersetzte teilweise den Baustahl zur Herstellung wichtiger tragender Komponenten wie Abstandhalterrahmen, Träger, Klappenschlitten usw. Der Einsatz von Titanlegierungen in Militärflugzeugen nahm rapide zu und machte 20 bis 25 % des Gewichts der Flugzeugstruktur aus. In den 70er Jahren begannen zivile Flugzeuge, Titanlegierungen in großen Mengen zu verwenden, wie zum Beispiel das Verkehrsflugzeug Boeing 747 mit einem Titangewicht von mehr als 3.640 kg. Flugzeuge mit einer Machzahl von weniger als 2,5 mit Titan dienen hauptsächlich dazu, Stahl zu ersetzen, um das Strukturgewicht zu reduzieren. Ein anderes Beispiel, das US-amerikanische Hochgeschwindigkeits-Aufklärungsflugzeug SR-71 (Flug Mach 3, Flughöhe 26.212 Meter), Titan machte 93 % des Gewichts der Struktur des Flugzeugs aus, bekannt als „ „All Titanium“-Flugzeuge. Wenn das Schub-Gewichts-Verhältnis des Flugtriebwerks zwischen 4 und 6 bis 8 und 10 liegt, beträgt die Austrittstemperatur des unter Druck stehenden Gases entsprechend 200 bis 300 Grad C auf 500 bis 600 Grad C, die ursprüngliche Aluminiumherstellung von Niederdruck-Druckgasscheiben und die Schaufeln müssen auf Titanlegierungen oder Titanlegierungen anstelle der Herstellung von Hochdruckgasscheiben und -schaufeln aus rostfreiem Stahl umgestellt werden, um das Gewicht der Struktur zu reduzieren. In den 70er Jahren machten Titanlegierungen in der Dosierung von Flugtriebwerken im Allgemeinen 20 bis 30 % des Gesamtgewichts der Struktur aus und wurden hauptsächlich bei der Herstellung von unter Druck stehenden Teilen wie geschmiedeten Titanventilatoren, unter Druck stehenden Scheiben und Schaufeln sowie unter Druck stehenden Magazinen aus gegossenem Titan verwendet , Zwischenmagazine, Lagergehäuse und so weiter. Raumfahrzeuge verwenden hauptsächlich Titanlegierungen mit hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen, um eine Vielzahl von Druckbehältern, Treibstofftanks, Befestigungselementen, Instrumentengurten, Rahmen und Raketengehäusen herzustellen. Künstliche Erdsatelliten, Mondlandemodule, bemannte Raumfahrzeuge und Raumfähren verwenden ebenfalls Schweißkonstruktionen aus Titanlegierungsplatten.