金屬鈦的用途是什么,?
金屬鈦是一種銀白色的金屬,,而用金屬鈦制造飛機是從本世紀50年代才開始的,。隨著航空,、航天工業(yè)的發(fā)展,它的用途是越來越大,,是制造飛機,、火箭、飛船、導彈,、衛(wèi)星等最好的材料,。鈦和鈦合金的韌性特別好,硬度可以跟鋼鐵匹敵,,所以它們的機械強度明顯地優(yōu)于其他的合金材料,,相比較而言,是最理想的高強度材料,。
鈦的密度比較小,,屬于輕金屬,只有鋼鐵的一半左右,,用鈦合金來代替目前飛機結(jié)構(gòu)中大量使用的合金鋼材,,可以減輕重量40%左右。這又是鈦的一個優(yōu)越性,。鈦在常溫下十分穩(wěn)定,,不怕強酸強堿的腐蝕,耐腐蝕的性能是所有金屬中最好的,,即使把它浸在王水里,,它也毫不在乎。所以,,鈦合金有著比不銹鋼更強的抗腐蝕性能,。
鈦和鈦合金還有一種特殊的耐縫隙腐蝕的性能。相同的金屬或不相同的金屬,,以及金屬跟非金屬之間,,連接在一起時,,它們之間的縫隙往往特別容易被腐蝕,,致使連接著的零件松動,整個設(shè)備遭到損壞,。如采用鈦和鈦合金,,則可以避免這種縫隙腐蝕。當鈦合金被焊接后,,在焊接的接頭點,,鈦合金的性能基本上沒有改變。即使是薄片形狀的鈦合金也是這樣,。
要把一架飛機裝配起來,,需要鋼制螺釘和鉚釘上萬個。如果換成鈦合金的螺釘和鉚釘,,除了重量明顯的減輕,,在緊固性能、焊接性能和強度上都有明顯的提高。有人曾經(jīng)作過試驗,,一架飛機經(jīng)過1669次起落,,飛行時間1469小時以上,飛機上鈦鉚釘?shù)男阅苋匀煌耆己谩?/p>
鈦和鈦合金除了有以上的各種性能外,,它們的最大優(yōu)點,,還表現(xiàn)在它有極大的熱穩(wěn)定性。由于鈦在1725℃才熔化,,是高熔點的金屬,,所以用鈦做航空發(fā)動機就十分合適。航空發(fā)動機的零部件工作需在高溫,、高壓,、高轉(zhuǎn)速條件下必須達到幾千小時的工作壽命,這航空材料的要求非常高,。經(jīng)長期研究,,中國在新型航空航天材料鈦合金方面取得重大跨越性突破,而鈦合金主要用于制造航空發(fā)動機壓氣機葉片,、盤和機匣等零件,。這些零件要求材料在高溫300℃~600℃的工作條件下具有較高的比強度、高溫蠕變抗力,、疲勞強度,、持久強度和組織穩(wěn)定性。
中國鈦的儲存量不是少,,而是資源十分的豐富;資料顯示中國鈦資源總量9.6億噸,,居世界之首,占世界探明儲量的38.8%,,主要集中在四川,、云南、廣東,、廣西及海南等地,,現(xiàn)在落后的主要是在鈦材料的深加工上。
一般來說,,人們使用的并不是單質(zhì)鈦,,而是以鈦為主要成分的鈦合金。
鈦合金相比鋼,,就一個優(yōu)勢:比強度高
而鈦合金相比鋼的劣勢則有:其一:昂貴,。其二:拉伸強度遠不如鋼。
比強度就是達到某個強度時的材料重量,。
舉個例子就是:同樣一根房梁,,如果用鈦合金制造,,可以更輕。
但是其他地方鈦合金并沒有什么優(yōu)勢,。反倒是因為成本高昂,,往往高性能戰(zhàn)斗機和潛艇用鈦合金較多。還有就是噴氣式發(fā)動機的壓氣機主要用鈦合金做,。其他地方用的就比較少了,。
很多人所說的遼寧艦的鉚釘用鈦合金制造,一顆幾十萬,。這個說法根本就是扯淡,。
用鋼造出來的鉚釘要達到與鈦合金相似的強度只是造出來更重,在耐高溫性能上鈦合金并不比鋼好,,但是在艦船這種對重量不那么計較的裝備上,,鈦合金相比鋼并沒有什么優(yōu)勢。
比如前蘇聯(lián)的瓦良格號(也就是遼寧艦的前身),,鈦合金的用量就很小,。但是前蘇聯(lián)的潛艇鈦合金用的就很多,主要做耐壓殼,。
另外就是第五代隱身戰(zhàn)斗機上,,鈦合金用的非常多。美國的F-22上,,鈦合金占比超過了50%,,而四代機的F-15,鈦合金占比不到10%,。
所以五代機相比四代機貴很多,,這不是沒有道理的。
話題回到鈦合金本身,。因為鈦合金相比鋼的優(yōu)勢就是輕便這一點,,所以往往使用鈦合金都是出于這樣一種原因:
物體的重量要求要盡可能的輕便,可以容忍成本的上漲,。比如發(fā)動機的壓氣機,,潛艇耐壓殼,,五代機的承力構(gòu)件(五代機之前的飛機承力構(gòu)件主要是鋁合金),。
還有就是高速飛行器,比如火箭,。這些飛行器的外殼一是要輕,,而是要耐高溫。飛機常用的鋁合金高溫下力學性能很差,,所以火箭上得用鈦,。
本網(wǎng)站文章僅供交流學習 ,不作為商用, 版權(quán)歸屬原作者,部分文章推送時未能及時與原作者取得聯(lián)系,,若來源標注錯誤或侵犯到您的權(quán)益煩請告知,,我們將立即刪除.