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鈦合金是航空(kōng)航天工業中使用的一種新的(de)重(chóng)要結構材料,比重、強度和(hé)使用溫度介(jiè)於鋁和鋼之間,但比鋁、鋼強度高並具有優異的抗(kàng)海水腐蝕性能和超低溫(wēn)性能(néng)。1950年美國首次在F-84戰鬥(dòu)轟炸機上用作後機身隔熱板、導風罩(zhào)、機尾(wěi)罩等非承力(lì)構件。60年代開始鈦合金的(de)使用部位從後機身移向中機身、部分地代替結構鋼製造隔(gé)框、梁、襟翼(yì)滑(huá)軌等重要承力構件。鈦合金在(zài)軍用飛機中的用量迅速增加,達(dá)到飛機結構重量(liàng)的20%~25%。70年代起,民用機(jī)開始大量使用鈦合金,如波音747客機用鈦量達3640公斤以上。馬赫數大於 2.5的飛機用鈦(tài)主要(yào)是為了代替鋼,以減輕(qīng)結構重量。
又如,美國SR-71 高空高速偵察機(飛行馬赫數為(wéi)3,飛行高度26212米),鈦占飛機結構重量的93%,號稱“全鈦”飛機。當航空發動機的推重比從4~6提高到8~10,壓氣機出口溫度相應地從200~300°C增加到500~600°C時,原來用鋁製造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用鈦合金,或用鈦合金代替不鏽鋼製造高壓壓氣機盤和葉片,以減輕結構重量。70年代,鈦合金在航空發動機中的(de)用量一般占結構總重量的20%~30%,主要(yào)用於製造壓氣機部件,如鍛造(zào)鈦風扇(shàn)、壓氣機盤和葉片(piàn)、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承(chéng)殼體等。航天(tiān)器主要利用鈦(tài)合金的高(gāo)比(bǐ)強度,耐腐蝕和耐低溫性能來製造各種壓力容器、燃料貯箱(xiāng)、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人(rén)造地球衛星、登月艙、載人飛船和航天飛機 也都使用鈦合金板材焊接(jiē)件。
熱處理
常用的熱處理方法有退火、固溶和(hé)時效處理。退火是為(wéi)了消除內應力、提高塑性和組織穩定性,以獲得較好的綜(zōng)合性能。通常α合金和(α+β)合金退火溫度(dù)選在(α+β)─→β相轉變點以下120~200℃;固溶和時(shí)效處理是(shì)從高溫區快冷,以得(dé)到(dào)馬氏體α′相和亞穩定的β相,然後在中溫(wēn)區保溫(wēn)使這些亞穩定相分解,得到α相或化(huà)合物等細小彌(mí)散(sàn)的第二相質點,達到使合金強化的目的(de)。通常(α+β)合(hé)金(jīn)的淬火在(α+β)─→β相轉變點以下40~100℃進行,亞穩定(dìng)β合金淬火在(α+β)─→β相轉變點以上40~80℃進行。時效(xiào)處理溫度一般為450~550℃。
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