I. Aliatges d'alumini versus aliatges de titani: la "divisió del treball" en aplicacions aeroespacials
|
Característiques |
Aliatge d'alumini |
Aliatge de titani |
|---|---|---|
|
|
|
|
|
Força |
|
|
|
Intensitat tèrmica |
|
|
|
Resistència a la corrosió |
Bé (ha de ser revestit d'alumini-) |
Excel·lent (millor que l'acer inoxidable) |
|
Mecanització |
Bona (fàcil de mecanitzar i soldar) |
Una mica difícil de processar |
|
Costos |
Baix (abundants recursos d'alumini) |
Alt (el mineral de titani és escàs i difícil de processar) |
|
Aplicacions d'aviació |
Pell, llums principals, dipòsits de combustible (utilitzat àmpliament) |
Tren d'aterratge, components del motor, estructures{0}}d'alta temperatura (àrees crítiques) |
II. Aliatges de titani: "La columna vertebral de la força de les estructures-de gamma alta"
Titaniés un "metall rar", però té propietats excepcionals i es considera un "-material de gamma alta" a la indústria aeroespacial.
1. Titani pur: "Bàsic però difícil de mecanitzar" Característiques clau: Baixa densitat (4,5 g/cm³, 57% la de l'acer); punt de fusió alt (1660 graus, 300 graus més alt que l'acer); no-magnètic (no s'imanta en camps magnètics forts, el que el fa apte per a aviònica); resistència a la corrosió extremadament alta (estable en aigua de mar, àcid nítric i àcid sulfúric diluït, fins i tot superant l'acer inoxidable); Inconvenients: baixa resistència (titani pur σb=200–300 MPa); difícil de mecanitzar (la mala conductivitat tèrmica provoca el desgast de l'eina durant el tall; a altes temperatures, absorbeix fàcilment oxigen, nitrogen i hidrogen, tornant-se dur i trencadís).
2. Aliatges de titani: "All-Rounders" millorats Afegint elements d'aliatge (alumini, estany, vanadi, molibdè, etc.), s'aborden els inconvenients del titani pur, donant com a resultat una alta resistència específica, una gran resistència tèrmica i una alta resistència a la corrosió.
3. Graus d'aliatges de titani més utilitzats a l'aviació: GR5 (Ti-6Al{-4V): l'"aliatge de titani clàssic" a l'aviació, que representa més del 80% de l'ús d'aliatge de titani; Propietats: Alta resistència a temperatures moderades (per sota dels 400 graus; σb=1000 MPa) i bona ductilitat (allargament del 10%); Aplicacions: discs i pales de compressor (motors), bigues de suport del tren d'aterratge (Boeing 747), components estructurals (utilitzats com a forjats en estat de recuit i com a elements de subjecció després del recuit de solució); TC10 (Ti-6Al-4V + estany-coure-ferro): ofereix una millor resistència a la calor (operant per sota dels 450 graus), utilitzat per a carcasses del compressor del motor i components estructurals d'alta temperatura;
III. Aliatges d'alumini: des d'"alumini pur" fins a "aliatges d'alta-resistència"
L'alumini és el "metall lleuger fonamental" de la indústria aeroespacial, però l'alumini pur és massa tou i s'ha de reforçar afegint elements d'aliatge (com ara magnesi, manganès, coure, zinc i silici) per satisfer els requisits estructurals dels avions.
1. Alumini pur de grau-industrial: un material base "suau però útil". Característiques clau: Baixa densitat (2,7 g/cm³, només un-terç de la de l'acer); bona conductivitat elèctrica (62% de coure a temperatura ambient, però el doble de conductivitat per unitat de massa, el que fa que s'utilitzi habitualment per a cables elèctrics); ductilitat extremadament alta (35% d'allargament en estat recuit, que permet pressionar-lo en fred-en paper d'alumini i reblons); bona resistència a la corrosió (es forma una pel·lícula densa d'òxid d'Al₂O₃ a la superfície, aïllant-la de l'aire). Inconvenients: resistència massa baixa (σb=78 MPa en estat recuit, equivalent a 1/10 de la de l'acer), no es pot fer directament
La resistència dels aliatges d'alumini es millora mitjançant el "tractament i l'envelliment de la solució" (enfortiment del tractament tèrmic) i l'enduriment per treball (enfortiment de la deformació en fred).
Correu electrònic{0}:garychen3215@hotmail.com
Adreça: No.35, Baoti Rd, ciutat de Baoji, província de Shaanxi, Xina
Contacte: Sr. Gary Chen
Telèfon: +86-917-8883215
Mòbil/WhatsApp: +86 13092900605
