镀铱钛网今日价格多少:使用钛的基本原理
使用钛的基本原理
减轻重量
钛的高强度和低密度(比钢低约40%)为减轻重量提供了许多机会。最好的例子就是它在波音777和787飞机以及空客A380起落架上的使用。 777飞机上的起落架。(图略)所有标记部件均由Ti-10V-2Fe-3Al制成。该合金的使用最小抗拉强度为1,193MPa;它用于替代高强度低合金钢4340M,该钢的使用压力为1,930MPa。这一替代导致重量减轻超过580公斤。1波音787采用了新一代高强度钛合金Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr,其强度稍高,并具有一定的加工优势,在起落架结构中使用钛应该也会显着降低起落架的维护成本由于其耐腐蚀性。低密度和高强度使其对于往复运动部件非常有吸引力,例如汽车应用的连杆。同样,对于家用车辆来说,钛合金的价格太高,但美国能源部正在投入大量资金,使汽车和卡车的钛合金部件变得价格实惠。(钛已成功用于高端赛车,而成本并不是什么大问题。)
空间限制
该应用程序并不经常出现,但它是一个重要的应用程序。最好的例子是737、747和757上使用的起落架梁。该组件在机翼和机身之间运行,支撑起落架。其他波音飞机在这种应用中使用铝合金,但对于上述飞机,负载较高,并且铝结构无法安装在机翼的包络内。铝合金将是首选,因为它的成本低得多。钢是另一种选择,但重量会更高。
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工作温度
发动机和排气区域的结构在高温下工作,因此主要选择钛基或镍基合金;同样,镍合金会显着增加重量。钛发动机合金的使用温度高达约600°C。有些应用,例如塞子和喷嘴(图2),在某些操作条件下会在短时间内经历高于此温度的温度。除专用发动机合金外,钛合金的温度限制约为540°C。高于这个温度,氧气污染就会成为一个问题,使表面脆化。钛还在低温下用于火箭发动机叶轮等结构。
耐腐蚀性
钛具有非常顽强的新生氧化物,一旦暴露在空气中就会立即形成。这种氧化物是其优异的耐腐蚀性的原因。在航空航天环境中,腐蚀不是钛的一个因素。钛金不坑,在笔者看来这就是服务体验优秀的理由。在使用中,铝和钢合金最终会形成腐蚀坑,作为应力集中点,然后引发应力腐蚀或疲劳裂纹。钛不会发生这种情况。这种耐腐蚀性贯穿于化学、石化、纸浆、造纸和建筑行业。钛及其合金在大多数氧化、中性和抑制还原条件下都具有优异的耐受性。它在人体内也具有耐腐蚀性。生物相容性也极佳;它用于假肢装置,骨头将生长成适当设计的钛结构。商业纯钛也被用于外部建筑应用,这种做法始于日本。它用于外表面,因为它永远不需要任何维护。其中最著名的是它在西班牙毕尔巴鄂古根海姆艺术博物馆外部的使用。
复合材料相容性
钛与聚合物复合材料中的石墨纤维相容。铝和石墨之间存在高电势,如果铝在潮湿的情况下与石墨接触,铝就会被腐蚀掉。可以通过一层玻璃纤维等方法将其与复合材料隔离,但在难以检查和难以更换的区域,使用钛作为保守的方法。此外,钛的热膨胀系数(CTE)虽然高于石墨,但远低于铝。即使在机身结构的工作温度范围内,即巡航时约–60°C至热天+55°C,使用连接到复合材料的铝结构的CTE差异也会导致非常高的负载。这不是钛结构的问题。显然,部件越长,使用铝的问题就越大。
低模量
这一点很重要的主要领域是钢弹簧的更换。由于模量约为钢的一半,因此只需要一半的线圈数量。再加上其高强度和密度约为钢的60%,理想情况下可以减轻钢弹簧约70%的重量。此外,钛还具有优异的耐腐蚀性,从而降低了维护成本。
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