Титановые сплавы

4. Высокое сопротивление усталости при комнатной и высоких температурах. Предел выносливости гладких образцов при комнатной температуре должен составлять не менее 45% предела прочности, а при 400° С - не менее 50% предела прочности при соответствующих температурах. Эта характеристика особенно важна для деталей, подверженных вибрациям в процессе работы, как, например, лопатки компрессоров.

5. Высокое сопротивление  ползучести. Минимальные требования: при температуре 400° С и напряжении 50· Па остаточная деформация за 100 ч не должна превосходить 0,2%. Максимальным требованием можно считать тот же предел при температуре 500° С за 100 ч. Эта характеристика особенно важна для деталей, подверженных в процессе работы значительным растягивающим напряжениям, как, например, диски компрессоров.

Однако со значительным увеличение ресурса работы двигателей правильнее будет базироваться на продолжительности  испытания не 100 ч, а значительно  больше - примерно 2000 - 6000 ч.

Несмотря на высокую стоимость  производства и обработки титановых  деталей, применение их оказывается  выгодным благодаря ,главным образом,повышению коррозионной стойкости деталей, их ресурса и экономии массы.

Стоимость титанового компрессора  значительно выше, чем стального. Но в связи с уменьшением массы  стоимость одного тонно-километра  в случае применения титана будет меньше, что позволяет очень быстро окупить стоимость титанового компрессора и получить большую экономию.

3.Применение титана  и титановых сплавов

 

• Самолетостроение:

Основными требованиями, предъявляемыми к материалам для самолетостроения, являются их высокие удельная прочность  и жаропрочность, сопротивление  усталостным нагрузкам, трещиностойкость и достаточная коррозионная стойкость.

 

  Титановые сплавы: ОТ4, ВТ6, ВТ22

Титановые сплавы используются в планере самолета для таких  деталей и конструкций как  обшивка, силовой набор, детали крепления, шасси, механизация крыла, пилоны, гидроцилиндры, различные агрегаты и др.

Титановые сплавы используются в вертолетах главным образом  для деталей системы несущего винта и привода, а также системы  управления. Из титановых сплавов  изготовляют втулки несущего винта, втулки хвостового винта, цапфы, скобы, корпуса осевых шарниров, наконечники  лопастей.

Для высоконагруженных вертолетных  деталей используют титановые сплавы ВТ6, ВТ 5-1 и опробуют высокопрочные сплавы ВТ22.

• Двигателестроение.
• Двигатели гражданской авиации.

 

 Применение титана  в газотурбинных двигателях, а  именно в турбовентиляторных  двигателях.

 Титановые сплавы применяются  в двигателях в основном для  изготовления узлов вентилятора  и компрессора, т.е. дисков, лопаток,  направляющих аппаратов, промежуточных  колец, корпуса двигателя, различных  корпусных деталей, воздухозаборника  и некоторых др. деталей.

• Ракетостроение:

Титановые сплавы широко использовались в пилотируемых ракетных комплексах «Восток» и «Союз», беспилотных «Луна», «Марс», «Венера», а также в более  поздних космических системах - «Энергия»  и орбитальном корабле «Буран».

Основными объектами применения титана являются твердотопливные и  жидкостные ракетные двигатели, обшивки, корпуса пороховых двигателей, трубчатые  конструкции стыковых отсеков, агрегаты различного назначения, в частности  газовые баллоны высокого давления, детали крепления и др.

Основными требованиями, предъявляемыми к титановым сплавам в этих конструкциях, являются высокая удельная прочность, а в некоторых случаях - низкая хладноломкость, высокая упругость  паров в глубоком вакууме и  др. В ракетостроении используется практически вся номенклатура конструкционных  титановых сплавов.

• Судостроение:

 В судостроении титановые  сплавы используются главным  образом как коррозионно-стойкий  материал в морской среде. Из  титановых сплавов изготовляют  обшивку судов, гребные винты,  теплообменники и др. судовую  аппаратуру.

Как правило, используют низкопрочные и среднепрочные сплавы хорошо сваривающиеся всеми видами сварки и обладающие удовлетворительной технологической пластичностью.

ПТ 7М, ПТ-3В и др.

• Машиностроение:

В отечественной промышленности титановые сплавы применяются главным  образом в химическом, тяжелом, энергетическом и транспортном машиностроении, машиностроении для легкой, пищевой промышленности и в бытовых приборах.

Титановые сплавы применяются  для изготовления таких деталей, как шатуны, впускные и выпускные  клапаны, коромысла клапанов и глушителей.

 Наиболее целесообразно  использовать титановые сплавы  для деталей высоконагруженных  деталей; для несущей конструкции  автомобилей рекомендованы сплавы  средней прочности, для ходовой  части - сплавы средней прочности  и высокопрочные, для деталей  двигателя - сплавы средней прочности  и жаропрочные.

• Медицина:

 Одним из ценных  свойств титана является его  биологическая совместимость с  живой тканью. Титан и его сплавы (например, ВТ6 и ВТ14) является идеальным материалом для протезирования.

Сочетание высокой удельной прочности и практически идеальной  совместимости титана и его сплавов  с тканями человеческого организма  делает из наиболее перспективным материалом для изготовления протезов (замена костей), имплантантов. Зубных металлокерамических коронок и каркасов мостовидных протезов, базисов съемных зубных протезов.

• Другие отрасли:

Все более расширяется  применение титана в спортивном инвентаре (спортивные велосипеды, альпинистское  снаряжение).

Еще одним потребителям титана может стать монументальная архитектура. В Москве, установлено два крупных  монумента в честь запуска  первого искусственного спутника Земли  и первого космонавта Ю.А. Гагарина.

Титан успешно используется и как броневой материал.