Titanlegeringsapplikationer

Titanlegering har hög hållfasthet och låg densitet, goda mekaniska egenskaper, god seghet och korrosionsbeständighet. Dessutom har titanlegeringar dåliga bearbetningsegenskaper och är svåra att skära. Vid varmbearbetning är det mycket lätt att absorbera föroreningar som väte, syre, kväve och kol. Det finns också dålig slitstyrka och komplex produktionsprocess. Den industriella produktionen av titan började 1948. Utvecklingen av flygindustrin kräver att titanindustrin växer med en genomsnittlig årlig takt på cirka 8 procent. Den årliga produktionen av titanlegeringsmaterial i världen har nått över 40 000 ton, med nästan 30 titanlegeringskvaliteter. De mest använda titanlegeringarna är Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) och industriellt rent titan (TA1, TA2) och TA3).
Titanlegering används huvudsakligen för att tillverka kompressorkomponenter för flygmotorer, följt av strukturella komponenter för raketer, missiler och höghastighetsflygplan. I mitten av-1960talet användes titan och dess legeringar i stor utsträckning i allmänna industrier, till exempel tillverkning av elektroder i elektrolysindustrin, kondensorer i kraftverk, värmare för petroleumraffinering och avsaltning av havsvatten och anordningar för kontroll av miljöföroreningar. Titan och dess legeringar har blivit ett korrosionsbeständigt strukturmaterial. Dessutom används den också för produktion av vätelagringsmaterial och formminneslegeringar.
Kina började forskning om titan och titanlegeringar 1956; I mitten av-1960talet började industriell produktion av titanmaterial och TB2-legering utvecklades.
Titanlegering är ett nytt viktigt strukturmaterial som används inom flygrymdindustrin. Dess specifika vikt, styrka och servicetemperatur ligger mellan aluminium och stål, men dess styrka är högre än aluminium och stål, och den har utmärkt havsvattenkorrosionsbeständighet och prestanda vid ultralåg temperatur. År 1950 använde USA först icke-bärande komponenter som isoleringspaneler för bakkroppen, vindskydd och bakskärmar på F-84-jaktbombplan. Sedan 1960-talet har användningen av titanlegering skiftat från den bakre flygkroppen till den mellersta flygkroppen, och delvis ersatt konstruktionsstål för att tillverka viktiga bärande komponenter som membran, balkar och klaffslider. Användningen av titanlegering i militära flygplan har snabbt ökat och nått 20 procent till 25 procent av flygplanets strukturella vikt. Sedan 1970-talet har civila flygplan börjat använda en stor mängd titanlegering, till exempel Boeing 747, som använder över 3640 kilo titanlegering. Titan används främst i flygplan med Mach-tal större än 2,5 för att ersätta stål och minska strukturell vikt. Till exempel är US SR-71 höghastighetsspaningsflygplan (med ett flyg Mach-nummer på 3 och en flyghöjd på 26212 meter), som står för 93 procent av flygplanets strukturella vikt, känt som flygplanet "all titanium". När förhållandet mellan dragkraft och vikt för en flygplansmotor ökar från 4-6 till 8-10, och kompressorns utloppstemperatur på motsvarande sätt ökar från 200-300 grad C till 500-600 grad C, lågtryckskompressorskivorna och -bladen som ursprungligen tillverkats av aluminium måste ersättas med titanlegering, eller så måste titanlegering användas för att ersätta rostfritt stål för att tillverka högtryckskompressorskivor och -blad, för att minska den strukturella vikten. På 1970-talet stod mängden titanlegering som användes i flygmotorer i allmänhet för 20 procent till 30 procent av den totala strukturella vikten, främst för tillverkning av kompressorkomponenter, såsom smidda titaniumfläktar, kompressorskivor och -blad, gjutna kompressorhöljen av titan, mellanliggande höljen, lagerskal, etc. Rymdfarkoster använder huvudsakligen den höga specifika styrkan, korrosionsbeständigheten och lågtemperaturbeständigheten hos titanlegering för att tillverka olika tryckkärl, bränsletankar, fästelement, instrumentremmar, ramar och raketskal. Konstgjord jordsatellit, månmodul