हमें एयर ट्रांसपोर्ट एयरक्राफ्ट की सामग्री के रूप में टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग क्यों करना पड़ता है?

1. टाइटेनियम का परिचय

1 9 48 में, अमेरिकी ड्यूपॉंट कंपनी ने टाइटेनियम स्पंज के टन का उत्पादन करने के लिए मैग्नीशियम विधि का उपयोग किया - यह टाइटेनियम स्पंज के औद्योगिक उत्पादन की शुरुआत के रूप में चिह्नित है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है क्योंकि उनकी उच्च विशिष्ट शक्ति, अच्छी जंग प्रतिरोध और उच्च गर्मी प्रतिरोध होता है।　　 टाइटेनियम पृथ्वी की पपड़ी में प्रचुर मात्रा में है, सामग्री में नौवें रैंकिंग, तांबे, जस्ता, और टिन जैसे आम धातुओं की तुलना में बहुत अधिक है । टाइटेनियम कई चट्टानों, विशेष रूप से रेत और मिट्टी में व्यापक रूप से मौजूद है।

2. टाइटेनियम की विशेषताएं

उच्च शक्ति: एल्यूमीनियम एलॉय के 1.3 बार, मैग्नीशियम एलॉय के 1.6 गुना, स्टेनलेस स्टील के 3.5 बार, धातु सामग्री के बीच चैंपियन।

उच्च थर्मल ताकत: ऑपरेटिंग तापमान एल्यूमीनियम अलॉय की तुलना में कई सौ डिग्री अधिक है, और यह 450 से 500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लंबे समय तक काम कर सकता है।

अच्छा जंग प्रतिरोध: एसिड प्रतिरोध, क्षार प्रतिरोध, वायुमंडलीय जंग प्रतिरोध, विशेष रूप से जंग और तनाव जंग खड़ा करने के लिए मजबूत प्रतिरोध।

अच्छा कम तापमान प्रदर्शन: बेहद कम इंटरस्टिशियल तत्वों के साथ टाइटेनियम मिश्र धातु TA7 -253 डिग्री सेल्सियस पर प्लास्टिसिटी की एक निश्चित डिग्री बनाए रख सकते हैं।

उच्च रासायनिक गतिविधि: रासायनिक गतिविधि उच्च तापमान पर उच्च है, और यह आसानी से एक कठोर परत बनाने के लिए हवा में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन जैसी गैस अशुद्धियों के साथ प्रतिक्रिया करती है।

थर्मल चालकता छोटी है और लोच के मॉड्यूलस छोटे है: थर्मल चालकता निकल के बारे में 1/4, लोहे के 1/5, और एल्यूमीनियम के 1/14 है । टाइटेनियम के विभिन्न मिश्र धातुओं की थर्मल चालकता टाइटेनियम की तुलना में लगभग 50% कम है। टाइटेनियम मिश्र धातु के लोचदार मॉड्यूलस स्टील के बारे में 1/2 है ।

3. टाइटेनियम मिश्र धातुओं का वर्गीकरण और उपयोग

टाइटेनियम मिश्र धातुओं को गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं, उच्च शक्ति वाले मिश्र धातुओं, जंग प्रतिरोधी मिश्र धातुओं (टाइटेनियम-मोलिब्डेनम, टाइटेनियम-पैलेडियम मिश्र धातुओं, आदि), कम तापमान वाले मिश्र धातुओं और विशेष कार्यात्मक मिश्र धातुओं (टाइटेनियम-आयरन हाइड्रोजन भंडारण सामग्री और टाइटेनियम-निकल मेमोरी अलॉय) में विभाजित किया जा सकता है।　　 हालांकि टाइटेनियम और उसके मिश्र धातुओं का इतिहास लंबा नहीं है, लेकिन अपने बेहतर प्रदर्शन के कारण, इसने कई माननीय खिताब जीते हैं। पहला खिताब "स्पेस मेटल" जीता है। यह वजन में प्रकाश, मजबूत और उच्च तापमान के लिए प्रतिरोधी है, और विमान और विभिन्न अंतरिक्ष यान के निर्माण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। वर्तमान में, दुनिया में उत्पादित टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं के बारे में तीन चौथाई एयरोस्पेस उद्योग में उपयोग किया जाता है । कई भागों है कि मूल रूप से एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का इस्तेमाल किया टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए बदल गया है ।

4. टाइटेनियम मिश्र धातुओं के एयरोस्पेस अनुप्रयोगों

टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग मुख्य रूप से विमान और इंजन विनिर्माण सामग्री में किया जाता है, जैसे जाली टाइटेनियम प्रशंसक, कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड, इंजन हुड, निकास उपकरण और अन्य भाग, साथ ही विमान गर्डर फ्रेम जैसे संरचनात्मक फ्रेम पार्ट्स। अंतरिक्ष यान मुख्य रूप से विभिन्न दबाव जहाजों, ईंधन टैंकों, फास्टनर, उपकरण पट्टियों, फ्रेम और रॉकेट गोले के निर्माण के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं के उच्च विशिष्ट शक्ति, जंग प्रतिरोध और कम तापमान प्रतिरोध का उपयोग करता है । कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों, चंद्र मॉड्यूल, मानवयुक्त अंतरिक्ष यान और अंतरिक्ष शटल भी टाइटेनियम मिश्र धातु शीट वेल्डेड भागों का उपयोग करें ।　　हमें हवाई परिवहन विमानों की सामग्री के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग क्यों करना पड़ता है?　　 1 9 50 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने एफ-84 लड़ाकू बमवर्षकों पर पहली बार इसका उपयोग किया, जैसे कि रियर धड़ हीट शील्ड, विंड डिफ्लैक्टर और टेल कवर जैसे गैर-लोड-असर घटक। 1 9 60 के दशक से, टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग पीछे के धड़ से मध्य धड़ में चला गया है, आंशिक रूप से संरचनात्मक स्टील की जगह लेने के लिए महत्वपूर्ण लोड-असर घटक जैसे बल्कहेड, बीम और फ्लैप स्लाइड बनाते हैं। 1970 के दशक के बाद से, नागरिक विमान बड़ी मात्रा में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग करने के लिए शुरू किया । उदाहरण के लिए, बोइंग ७४७ यात्री विमान ३,६४० किलोग्राम से अधिक टाइटेनियम का उपयोग करता है, जो विमान के वजन का 28% है । प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, रॉकेट, कृत्रिम उपग्रहों और अंतरिक्ष यान में बड़ी मात्रा में टाइटेनियम मिश्र धातु का भी उपयोग किया जाता है। विमान जितना उन्नत होता है, उतना ही टाइटेनियम का इस्तेमाल होता है। अमेरिकी एफ-14A लड़ाकू विमानों द्वारा उपयोग किया जाने वाला टाइटेनियम मिश्र धातु विमान के वजन का लगभग 25% है; एफ-15A लड़ाकू विमानों के लिए खाते २५.८%; चौथी पीढ़ी के अमेरिकी लड़ाकू विमान टाइटेनियम के 41% का उपयोग करते हैं, और F119 इंजन टाइटेनियम का 39% का उपयोग करता है। टाइटेनियम की सबसे अधिक मात्रा वाले विमान।

5. कारण टाइटेनियम मिश्र धातु व्यापक रूप से विमानन में प्रयोग किया जाता है

आधुनिक विमानों की शीर्ष गति ध्वनि की गति से 27 गुना से अधिक पहुंच गई है। इस तरह की तेज सुपरसोनिक उड़ान के कारण विमान हवा के खिलाफ रगड़ देगा और काफी गर्मी पैदा करेगा। जब उड़ान की गति ध्वनि की गति से 2.2 गुना तक पहुंच जाती है, तो एल्यूमीनियम एलॉय इसे झेल नहीं सकता। उच्च तापमान प्रतिरोधी टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग किया जाना चाहिए। जब एयरो इंजन का थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात 4-6 से बढ़कर 8-10 हो जाता है, और कंप्रेसर आउटलेट का तापमान 200-300 डिग्री सेल्सियस से बढ़कर 500-600 डिग्री सेल्सियस हो जाता है, तो एल्यूमीनियम से बने मूल कम दबाव वाले कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड को टाइटेनियम एलॉय में बदलना चाहिए। हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने टाइटेनियम मिश्र धातुओं के गुणों पर शोध में लगातार नई प्रगति की है। टाइटेनियम, एल्यूमीनियम और वैनेडियम से बने मूल टाइटेनियम मिश्र धातु में 550 डिग्री सेल्सियस से 600 डिग्री सेल्सियस तक का अधिकतम परिचालन तापमान होता है, जबकि नव विकसित टाइटेनियम एल्यूमीनियम (टीआईएल) मिश्र धातु में अधिकतम परिचालन तापमान 1040 डिग्री सेल्सियस होता है। उच्च दबाव कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड का निर्माण करने के लिए स्टेनलेस स्टील के बजाय टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग संरचनात्मक वजन को कम कर सकते हैं। विमान के हर 10% वजन में कमी ईंधन का 4% बचा सकता है। रॉकेट के लिए, हर 1 kg वजन में कमी 15km की सीमा बढ़ा सकते हैं ।

6. टाइटेनियम मिश्र धातु की मशीनिंग विशेषताओं का विश्लेषण

सबसे पहले, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की थर्मल चालकता कम है, इस्पात के केवल 1/4, एल्यूमीनियम के 1/13, और तांबे के 1/25 । कटिंग जोन में धीमी गर्मी के कारण यह गर्मी संतुलन के अनुकूल नहीं है। काटने की प्रक्रिया के दौरान, गर्मी अपव्यय और ठंडा प्रभाव बहुत खराब है, और काटने के क्षेत्र में उच्च तापमान बनाना आसान है। प्रसंस्करण के बाद, भागों की विरूपण और खुशहाली लौटने लगी है, जिससे अत्याधुनिक टॉर्क बढ़ जाता है और अत्याधुनिक तेजी से पहनते हैं। स्थायित्व कम हो जाता है। दूसरे, टाइटेनियम मिश्र धातु की कम थर्मल चालकता काटने के उपकरण के पास एक छोटे से क्षेत्र में नष्ट करने के लिए मुश्किल काटने गर्मी बनाता है । रेक चेहरे का घर्षण बढ़ जाता है, चिप हटाने आसान नहीं है, और गर्मी काटने के लिए नष्ट करना मुश्किल है, जो उपकरण पहनने को तेज करता है। अंत में, टाइटेनियम मिश्र में उच्च रासायनिक गतिविधि होती है और उच्च तापमान पर संसाधित होने पर उपकरण सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करना आसान होता है, विघटन और प्रसार का निर्माण होता है, जिससे चिपके हुए, जलने और चाकू को तोड़ना होता है।