การประยุกต์ใช้ไททาเนียมในเครื่องบินและเครื่องยนต์สมัยใหม่?
เครื่องบินและเครื่องยนต์ที่ทันสมัยในโลหะผสมอุณหภูมิสูงที่สำคัญ, โลหะผสมอลูมิเนียม, โลหะผสมไทเทเนียม, เหล็กความแข็งแรงสูงพิเศษ, วัสดุคอมโพสิตและวัสดุโครงสร้างอีกห้าประเภท ไทเทเนียมส่วนใหญ่จะใช้ในด้านต่างๆ ของเครื่องบิน:
1. วัสดุโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับโครงสร้างเครื่องบิน
โลหะผสมไททาเนียมมีข้อดีหลายประการ เช่น มีความแข็งแรงจำเพาะสูง ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และทนต่ออุณหภูมิสูง และสามารถใช้ในรูปแบบต่างๆ ของการขึ้นรูปชิ้นส่วน การเชื่อม และการตัดเฉือน ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องบินและเครื่องยนต์ขั้นสูง ปัจจุบัน เปอร์เซ็นต์ของโลหะผสมไททาเนียมในน้ำหนักของโครงสร้างเครื่องบินได้กลายเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญเพื่อวัดระดับขั้นสูงของวัสดุอากาศยาน ไททาเนียมคิดเป็น 39 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักโครงสร้างของ F-22 การใช้โลหะผสมไททาเนียมขั้วบวกไทเทเนียมของ Baoji ในเครื่องบินพลเรือนต่างประเทศยังเพิ่มขึ้นด้วยการปรับปรุงการออกแบบเครื่องบินและระดับประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพความทนทานต่อความเสียหายสูงเป็นดัชนีประสิทธิภาพวัสดุที่สำคัญสำหรับอายุการใช้งานที่ยาวนาน ความคล่องตัวสูง ต้นทุนต่ำ และการออกแบบความทนทานต่อความเสียหายของเครื่องบินรบรุ่นใหม่ (รวมถึงเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนแรงขับสูง) สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำในการใช้แนวคิดการออกแบบความปลอดภัยต่อความเสียหายและเกณฑ์การออกแบบความทนทานต่อความเสียหายกับเครื่องบินขับไล่ขั้นสูงได้สำเร็จ เครื่องบินรบของ F-22 ใช้ไททาเนียมอัลลอยด์ที่ทนทานต่อความเสียหายจำนวนมากและส่วนประกอบสำคัญจำนวนมากเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบที่ต้องการการลดน้ำหนักที่สูงและอายุการใช้งานที่ยาวนาน Ti-6Al-4VELI ถูกนำมาใช้ในการตีขึ้นรูปเครื่องบินขนส่งทางทหารของ American C{5}} ขนาดใหญ่ Baoji ไททาเนียมแอโนดความแข็งแรงสูง Ti-6-22-22S ยังใช้ในส่วนสำคัญของเครื่องบิน C-17 เช่น ข้อต่อหางแนวนอน (เพลาหมุน) การใช้โลหะผสมไททาเนียมทั้งสองนี้ทำให้เครื่องบินขนส่งขนาดใหญ่มีอายุการใช้งานได้ถึง 60,000 ชั่วโมงบินหรือมากกว่านั้น ในยุโรป แอร์บัส A380 เป็นเครื่องบินลำแรกที่มีเสาไทเทเนียมทั้งหมด ซึ่งจะใช้กับเครื่องบิน A350 ในอนาคต
2. โลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูงสำหรับเครื่องยนต์แอโร่
ไททาเนียมอัลลอยด์ที่อุณหภูมิสูงส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตใบพัดคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์อากาศยาน ดิสก์ ปลอกและชิ้นส่วนอื่นๆ ซึ่งต้องการวัสดุที่มีความแข็งแรงจำเพาะสูง ต้านทานการคืบที่อุณหภูมิสูง ความแข็งแรงเมื่อยล้า ความแข็งแรงทนทาน และความเสถียรขององค์กรภายใต้การทำงานที่อุณหภูมิสูง เงื่อนไข (300~600 องศา) ด้วยอัตราส่วนน้ำหนักต่อแรงขับที่เพิ่มขึ้นของเครื่องยนต์อากาศยาน อุณหภูมิในการทำงานของใบมีดและจานโลหะผสมไททาเนียมที่มีอุณหภูมิสูงจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิขาออกของคอมเพรสเซอร์แรงดันสูง หลังจากหลายทศวรรษของการพัฒนา อุณหภูมิในการทำงานสูงของสารละลายของแข็งที่เสริมความแข็งแรงของโลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูงได้เพิ่มขึ้นจาก 350 องศาเป็น 600 องศา โลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูง TC4 และ TC6 ส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องยนต์แอโรที่มีอุณหภูมิการทำงานต่ำกว่า 400 องศา ซึ่งใช้ในเครื่องยนต์ที่มีอุณหภูมิการทำงานต่ำของใบพัดและใบพัดของคอมเพรสเซอร์ในขั้นตอนที่หนึ่งและสอง โลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูงที่ทำงานที่อุณหภูมิประมาณ 500 องศา ได้แก่ โลหะผสม TC11, TA15 และ TA7 ซึ่ง TC11 เป็นโลหะผสมไททาเนียมที่ใช้ในเครื่องยนต์อากาศยานของเราในปัจจุบัน เป็นการยากที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดของความต้านทานการคืบและความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 องศาสำหรับไททาเนียมอัลลอยด์ที่เสริมความแข็งแกร่งด้วยสารละลายของแข็งเท่านั้น เนื่องจากมีความแข็งแรงจำเพาะสูง ความแข็งจำเพาะ ต้านทานการคืบสูง ต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติหน่วงการติดไฟ สารประกอบระหว่างโลหะ Ti-Al ที่เสริมความแข็งแกร่งตามคำสั่งจึงกลายเป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพมากสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 องศา โลหะผสมที่ใช้ Ti3al ทำงานที่ประมาณ 650 องศาเป็นเวลานาน ในขณะที่โลหะผสม TiAl ทำงานที่ 760 องศา ~800 องศา
3. ตัวยึดโลหะผสมไทเทเนียมของเครื่องบิน
ตัวยึดโลหะผสมไททาเนียมสามารถลดน้ำหนักของเครื่องบินได้อย่างมาก ไม่เพียง แต่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการบิน แต่ยังลดต้นทุนการใช้งาน หลักคือการลดการใช้เชื้อเพลิง ต้องใช้ตัวยึดโลหะผสมไททาเนียมประมาณ 200 ตัว000 ตัวสำหรับเครื่องบิน c919 ของจีนแต่ละลำ โดยต้องใช้ 20 ล้านตัวสำหรับการสั่งซื้อเริ่มต้น 100 ลำแรก ด้วยแผนการผลิตเครื่องบินขนาดใหญ่ 150 ลำภายในปี 2561 จึงจำเป็นต้องใช้ตัวยึดไทเทเนียม 30 ล้านชิ้นต่อปี ศักยภาพการพัฒนาตัวยึดโลหะผสมไทเทเนียมมีขนาดใหญ่มาก โอกาสในการพัฒนาตลาดมีแนวโน้มดีมาก
ฝูงบินพลเรือนของจีนคาดว่าจะมีจำนวนถึง 6,309 ลำภายในสิ้นปี 2574 ซึ่งเพิ่มขึ้น 3.6 เท่าของขนาดปัจจุบัน เนื่องจากลักษณะของโครงสร้างเครือข่ายเส้นทางบินของจีน องค์ประกอบฝูงบินในอนาคตจะยังคงถูกครอบงำด้วยเครื่องบินช่องสัญญาณเดียว แต่สัดส่วนของเครื่องบินลำตัวกว้างและเครื่องบินภูมิภาคจะเพิ่มขึ้น จีนจะต้องการเครื่องบินพลเรือนเพิ่มอีก 4,933 ลำในอีก 20 ปีข้างหน้า เนื่องจากการเติบโตและความต้องการทดแทนจากการปลดประจำการ ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า ในระยะยาว การเติบโตทางเศรษฐกิจที่ยั่งยืนของจีน การเร่งพัฒนาเมือง และการยกระดับผู้บริโภคจะเอื้อต่อการพัฒนาการขนส่งทางอากาศอย่างยั่งยืน ราคาน้ำมันที่สูงและข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดยังทำให้สายการบินเร่งปลดระวางเครื่องบินเก่า เพื่อเร่งการพัฒนาอุตสาหกรรมการบินพลเรือน 10 ปีข้างหน้าจะเป็นช่วงเวลาสำคัญสำหรับการพัฒนาอย่างก้าวกระโดดของอุตสาหกรรมการบินของจีน และอุตสาหกรรมไททาเนียมจะเผชิญกับโอกาสที่หายากสำหรับการพัฒนา
บริษัท: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
ประเทศ:จีน
เพิ่ม: ถนน Baoti, Jintai เมือง Baoji มณฑลส่านซี ประเทศจีน
เซล: บวก 86 18391896637(WHATSAPP)
จีเมล:alisa@jmyunti.com
เว็บไซต์:www.jm-titanium.com
