Το τιτάνιο έχει μια βαθιά συγγένεια με την αεροπορία. Το 1953, η χρήση υλικών τιτανίου στις ατράκτους του κινητήρα και στα τείχη προστασίας του κινητήρα αεροσκαφών DC-T από την Douglas Aircraft Company σηματοδότησε την αρχή των αεροπορικών εφαρμογών του τιτανίου. Από τότε, το τιτάνιο χρησιμοποιείται στην αεροπορία για πάνω από μισό αιώνα. Η εκτεταμένη χρήση του τιτανίου στην αεροπορία αποδίδεται στα πολύτιμα χαρακτηριστικά του που είναι κατάλληλα για εφαρμογές αεροσκαφών. Σήμερα, η TOPTITECH θα εμβαθύνει στους λόγους για τους οποίους τα υλικά των αεροσκαφών πρέπει να ενσωματώνουν κράματα τιτανίου.
Εισαγωγή στο Titanium
Μόλις το 1948 η DuPont στις Ηνωμένες Πολιτείες ξεκίνησε τη μαζική παραγωγή σπογγώδους τιτανίου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο μείωσης του μαγνησίου. Αυτό σηματοδότησε την έναρξη της βιομηχανικής παραγωγής τιτανίου. Τα κράματα τιτανίου, με την υψηλή αντοχή, την εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και την υψηλή αντοχή στη θερμότητα, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορους τομείς.
Χαρακτηριστικά του τιτανίου
Υψηλή αντοχή: Το τιτάνιο ξεπερνά τα κράματα αλουμινίου κατά 1,3 φορές, τα κράματα μαγνησίου κατά 1,6 φορές και τον ανοξείδωτο χάλυβα κατά 3,5 φορές, κατακτώντας τον πρωταθλητή μεταξύ των μεταλλικών υλικών.
Υψηλή θερμική αντοχή: Το τιτάνιο μπορεί να λειτουργήσει σε θερμοκρασίες αρκετές εκατοντάδες βαθμούς υψηλότερες από τα κράματα αλουμινίου, επιτρέποντας την παρατεταμένη χρήση σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 450 έως 500 βαθμούς.
Ανώτερη αντίσταση στη διάβρωση: Το τιτάνιο παρουσιάζει αντοχή σε οξέα, αλκάλια και ατμοσφαιρική διάβρωση. Διαθέτει εξαιρετική αντοχή σε ρωγμές από διάβρωση και διάβρωση λόγω καταπόνησης.
Εξαιρετική απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία: Τα κράματα τιτανίου με ελάχιστα ενδιάμεσα στοιχεία, όπως το TA7, διατηρούν ένα ορισμένο επίπεδο πλαστικότητας ακόμη και σε -253 βαθμό .
Χημική αντιδραστικότητα: Το τιτάνιο παρουσιάζει αυξημένη χημική δραστηριότητα σε υψηλές θερμοκρασίες, εμπλέκεται εύκολα σε χημικές αντιδράσεις με ακαθαρσίες όπως υδρογόνο και οξυγόνο στον αέρα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός στρώματος σκλήρυνσης.
Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και συντελεστής ελαστικότητας: Η θερμική αγωγιμότητα του τιτανίου είναι περίπου το ένα τέταρτο αυτής του νικελίου και το ένα πέμπτο του σιδήρου, ενώ διάφορα κράματα τιτανίου παρουσιάζουν μείωση περίπου 50 τοις εκατό στη θερμική αγωγιμότητα σε σύγκριση με το καθαρό τιτάνιο. Το μέτρο ελαστικότητας των κραμάτων τιτανίου είναι περίπου το μισό από αυτό του χάλυβα.
Εφαρμογές κραμάτων τιτανίου σε αεροσκάφη
Τα κράματα τιτανίου βρίσκουν εφαρμογή κατά κύριο λόγο στην κατασκευή εξαρτημάτων αεροσκαφών και κινητήρων, συμπεριλαμβανομένων των λεπίδων ανεμιστήρα από σφυρήλατο τιτάνιο, των δίσκων συμπιεστών, των περιβλημάτων του κινητήρα, των συστημάτων εξάτμισης και του δομικού πλαισίου όπως οι δοκοί φτερών. Οι εφαρμογές αεροδιαστημικής βασίζονται στην υψηλή αντοχή, αντοχή στη διάβρωση και απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία των κραμάτων τιτανίου για την παραγωγή δοχείων πίεσης, δεξαμενών καυσίμου, συνδετήρων, ιμάντων οργάνων, πλαισίων και περιβλημάτων πυραύλων. Φύλλα κράματος τιτανίου έχουν χρησιμοποιηθεί σε τεχνητούς δορυφόρους, σεληνιακές μονάδες, επανδρωμένα διαστημόπλοια και διαστημικά λεωφορεία, διευκολύνοντας την κατασκευή συγκολλημένων συγκροτημάτων.
