Titaanisulamite rakendused

Titaanisulamil on kõrge tugevus ja madal tihedus, head mehaanilised omadused, hea sitkus ja korrosioonikindlus. Lisaks on titaanisulamitel kehvad töötlemisomadused ja neid on raske lõigata. Kuumtöötlemisel on väga lihtne absorbeerida lisandeid nagu vesinik, hapnik, lämmastik ja süsinik. Samuti on halb kulumiskindlus ja keeruline tootmisprotsess. Titaani tööstuslik tootmine algas 1948. aastal. Lennundustööstuse areng eeldab, et titaanitööstus kasvaks aastas keskmiselt umbes 8 protsenti. Titaanisulamite töötlemismaterjalide aastane toodang maailmas on jõudnud üle 40 000 tonni, ligi 30 titaanisulami klassiga. Kõige laialdasemalt kasutatavad titaanisulamid on Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) ja tööstuslik puhas titaan (TA1, TA2 ja TA3).
Titaanisulamit kasutatakse peamiselt lennukimootori kompressori komponentide valmistamiseks, millele järgnevad rakettide, rakettmürskude ja kiirlennukite konstruktsioonikomponendid. Kesk-1960} kasutati titaani ja selle sulameid laialdaselt üldistes tööstusharudes, nagu elektroodide valmistamine elektrolüüsitööstuses, kondensaatorid elektrijaamades, kütteseadmed nafta rafineerimiseks ja merevee magestamise jaoks ning keskkonnareostuse kontrolliseadmed. Titaanist ja selle sulamitest on saanud korrosioonikindel konstruktsioonimaterjal. Lisaks kasutatakse seda ka vesinikku salvestavate materjalide ja kujumälusulamite tootmiseks.
Hiina alustas titaani ja titaanisulamite uurimist 1956. aastal; Kesk-1960s alustati titaanmaterjalide tööstuslikku tootmist ja töötati välja TB2 sulam.
Titaanisulam on uus oluline konstruktsioonimaterjal, mida kasutatakse lennunduses kosmosetööstuses. Selle erikaal, tugevus ja kasutustemperatuur jäävad alumiiniumi ja terase vahele, kuid selle tugevus on kõrgem kui alumiiniumist ja terasest ning sellel on suurepärane merevee korrosioonikindlus ja ülimadala temperatuuri jõudlus. 1950. aastal kasutasid USA esimest korda mittekandvaid komponente, nagu tagumise kere isolatsioonipaneelid, tuule- ja sabakilbid F-84 hävitajatel. Alates 1960. aastatest on titaanisulami kasutamine nihkunud tagumisest kerest keskmisele, asendades osaliselt konstruktsiooniterast, et toota olulisi kandekomponente, nagu membraanid, talad ja klapi liugurid. Titaanisulami kasutamine sõjalennukites on kiiresti kasvanud, ulatudes 20–25 protsendini lennuki konstruktsioonimassist. Alates 1970. aastatest on tsiviillennukites hakatud kasutama suures koguses titaanisulamit, näiteks Boeing 747 lennukid, mis kasutavad üle 3640 kilogrammi titaani. Titaani kasutatakse peamiselt lennukites, mille Machi arv on suurem kui 2,5, et asendada terast ja vähendada konstruktsiooni kaalu. Näiteks US SR-71 kõrgmäestiku kiirluurelennuk (lennuarvuga Mach 3 ja lennukõrgusega 26212 meetrit), mis moodustab 93 protsenti lennuki konstruktsioonimassist, on tuntud kui "kõik titaanist" lennukid. Kui õhusõiduki mootori tõukejõu ja massi suhe tõuseb 4-6-lt 8-10-le ja kompressori väljalasketemperatuur tõuseb vastavalt 200-300 kraadilt C kuni 500-600 kraadini C, algselt alumiiniumist valmistatud madalrõhukompressori kettad ja labad tuleb konstruktsiooni kaalu vähendamiseks asendada titaanisulamiga või kasutada kõrgsurvekompressori ketaste ja labade valmistamisel roostevaba terase asemel titaanisulamit. 1970. aastatel moodustas lennukimootorites kasutatud titaanisulami kogus üldiselt 20–30 protsenti konstruktsiooni kogumassist, mida kasutati peamiselt kompressorikomponentide, nagu sepistatud titaanventilaatorid, kompressorikettad ja labad, valatud titaanist kompressori korpused, tootmiseks. vahekestad, laagrikestad jne. Kosmoselaevad kasutavad peamiselt titaanisulami suurt eritugevust, korrosioonikindlust ja vastupidavust madalale temperatuurile erinevate surveanumate, kütusemahutite, kinnitusdetailide, instrumendirihmade, raamide ja raketikestade tootmiseks. Kunstlik Maa satelliit, Kuu moodul