Perché il titanio è promettente?

Le leghe di titanio sono leghe a base di titanio con l'aggiunta di altri elementi.

La lega di titanio ha un'elevata resistenza e bassa densità, buone proprietà meccaniche, buona tenacità e resistenza alla corrosione. Inoltre, le prestazioni del processo in lega di titanio sono scarse, il taglio difficile, nella lavorazione a caldo, è molto facile assorbire impurità come idrogeno, ossigeno, azoto e carbonio. Ci sono scarsa resistenza all'usura, processo di produzione complesso. La produzione industriale di titanio iniziò nel 1948. Le esigenze dello sviluppo dell'industria aeronautica fanno sì che l'industria del titanio si sviluppi ad un tasso di crescita medio annuo di circa l'8%. Attualmente, la produzione annuale di materiali per la lavorazione delle leghe di titanio nel mondo ha raggiunto più di 40.000 tonnellate, quasi 30 tipi di lega di titanio. Le leghe di titanio più utilizzate sono Ti-6AL-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) e titanio puro industriale (TA1, TA2 e TA3). Le leghe di titanio sono utilizzate principalmente per realizzare parti di compressori per motori aeronautici, seguite da parti strutturali per razzi, missili e aerei ad alta velocità. A metà degli anni 1960, il titanio e le sue leghe erano stati utilizzati nell'industria generale per produrre elettrodi per l'industria dell'elettrolisi, condensatori per centrali elettriche, riscaldatori per la raffinazione del petrolio e la desalinizzazione dell'acqua di mare e dispositivi di controllo dell'inquinamento. Il titanio e le sue leghe sono diventati una sorta di materiali strutturali resistenti alla corrosione. Inoltre, viene anche utilizzato per produrre materiali di stoccaggio dell'idrogeno e leghe a memoria di forma. La Cina ha iniziato la ricerca sul titanio e sulle leghe di titanio nel 1956; A metà degli anni 1960, il materiale in titanio è stato industrializzato e sviluppato in lega TB2. La lega di titanio è un nuovo importante materiale strutturale utilizzato nell'industria aerospaziale. Il suo peso specifico, la resistenza e la temperatura di servizio sono compresi tra alluminio e acciaio, ma ha un'elevata resistenza specifica e un'eccellente resistenza alla corrosione dell'acqua di mare e prestazioni a temperature ultra-basse. Nel 1950, il cacciabombardiere F-84 fu utilizzato per la prima volta come scudo termico della fusoliera posteriore, cappuccio d'aria, cofano di coda e altri componenti non portanti. Dal 1960, l'uso della lega di titanio è stato spostato dalla fusoliera posteriore alla fusoliera centrale, sostituendo parzialmente l'acciaio strutturale per realizzare importanti componenti portanti come telaio, trave e slitta a ribalta. L'uso della lega di titanio negli aerei militari è aumentato rapidamente, raggiungendo il 20% ~ 25% del peso della struttura dell'aeromobile. Dal 1970, gli aerei civili hanno iniziato a utilizzare una grande quantità di lega di titanio, come gli aerei Boeing 747 con oltre 3.640 chilogrammi di titanio. Per gli aeromobili con numeri di Mach inferiori a 2,5, il titanio viene utilizzato principalmente al posto dell'acciaio per ridurre il peso strutturale. Ad esempio, l'aereo da ricognizione ad alta velocità ad alta quota americano SR-71 (Mach numero 3, 26.212 metri), il titanio rappresentava il 93% del peso della struttura dell'aeromobile, noto come velivolo "tutto in titanio". Quando il rapporto spinta-peso del motore aeronautico aumenta da 4 ~ 6 a 8 ~ 10 e la temperatura di uscita del compressore aumenta corrispondentemente da 200 ~ 300 ° C a 500 ~ 600 ° C, i dischi e le pale del compressore a bassa pressione originariamente in alluminio devono essere realizzati in lega di titanio, o la lega di titanio deve essere utilizzata al posto dell'acciaio inossidabile per realizzare dischi e pale del compressore ad alta pressione, in modo da ridurre il peso della struttura. Nel 1970, la quantità di lega di titanio nel motore aeronautico rappresentava generalmente dal 20% al 30% del peso totale della struttura, utilizzata principalmente per la produzione di componenti del compressore, come ventilatori in titanio forgiato, dischi e pale del compressore, involucro del compressore in titanio fuso, involucro intermedio, alloggiamento del cuscinetto, ecc. I veicoli spaziali utilizzano principalmente lega di titanio ad alta resistenza specifica, resistenza alla corrosione e prestazioni a bassa temperatura per produrre una varietà di recipienti a pressione, serbatoi di carburante, elementi di fissaggio, cinghie per strumenti, telai e alloggiamento del razzo. Anche il satellite terrestre artificiale, il modulo lunare, i veicoli spaziali con equipaggio e lo space shuttle utilizzano pezzi di saldatura a piastre in titanio.

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