Titanium har en dyb affinitet med luftfart. I 1953 markerede Douglas Aircraft Companys brug af titaniummaterialer i motornacellerne og firewalls af DC-T-flymotoren begyndelsen på titaniums luftfartsapplikationer. Siden da er titanium blevet brugt i luftfarten i over et halvt århundrede. Titaniums omfattende brug i luftfarten tilskrives dets værdifulde egenskaber, der er velegnede til flyapplikationer. I dag vil TOPTITECH dykke ned i årsagerne til, at flymaterialer skal inkorporere titanlegeringer.
Introduktion til Titanium
Det var først i 1948, at DuPont i USA begyndte at masseproducere svampet titanium ved hjælp af magnesiumreduktionsmetoden. Dette markerede begyndelsen på industriel titaniumproduktion. Titaniumlegeringer, med deres høje styrke, fremragende korrosionsbestandighed og høje varmebestandighed, er blevet brugt i vid udstrækning inden for forskellige områder.
Karakteristika for Titanium
Høj styrke: Titanium overgår aluminiumlegeringer med 1,3 gange, magnesiumlegeringer med 1,6 gange og rustfrit stål med 3,5 gange, og står som mester blandt metalliske materialer.
Høj termisk styrke: Titanium kan fungere ved temperaturer flere hundrede grader højere end aluminiumslegeringer, hvilket giver mulighed for langvarig brug ved temperaturer fra 450 til 500 grader.
Overlegen korrosionsbestandighed: Titanium udviser modstandsdygtighed over for syrer, alkalier og atmosfærisk korrosion. Det besidder enestående modstand mod grubetæring og spændingskorrosion.
Fremragende ydeevne ved lav temperatur: Titaniumlegeringer med minimale mellemliggende elementer, såsom TA7, bevarer et vist niveau af plasticitet selv ved -253 grad.
Kemisk reaktivitet: Titanium udviser øget kemisk aktivitet ved høje temperaturer, og indgår let i kemiske reaktioner med urenheder som brint og oxygen i luften, hvilket resulterer i dannelsen af et hærdende lag.
Lav termisk ledningsevne og elasticitetsmodul: Titaniums varmeledningsevne er cirka en fjerdedel af nikkel og en femtedel af jern, mens forskellige titanlegeringer udviser en reduktion på cirka 50 procent i termisk ledningsevne sammenlignet med rent titanium. Elasticitetsmodulet for titanlegeringer er omtrent det halve af stål.
Flyanvendelser af titanlegeringer
Titaniumlegeringer finder primært anvendelse i fremstillingen af fly- og motorkomponenter, herunder smedede titanium blæserblade, kompressorskiver, motorhuse, udstødningssystemer og strukturelle rammer såsom vingebjælker. Luftfartsapplikationer er afhængige af titanlegeringers høje styrke, korrosionsbestandighed og ydeevne ved lav temperatur til fremstilling af trykbeholdere, brændstoftanke, fastgørelsesanordninger, instrumentstropper, rammer og rakethuse. Titaniumlegeringsplader er blevet brugt i kunstige satellitter, månemoduler, bemandede rumfartøjer og rumfærger, hvilket letter konstruktionen af svejsede samlinger.
