Titaanilla on syvä affiniteetti ilmailun kanssa. Vuonna 1953 Douglas Aircraft Companyn titaanimateriaalien käyttö DC-T-lentokoneen moottorin moottoreissa ja palomuureissa merkitsi titaanin ilmailusovellusten alkua. Siitä lähtien titaania on käytetty ilmailussa yli puoli vuosisataa. Titaanin laaja käyttö ilmailussa johtuu sen arvoisista ominaisuuksista, jotka sopivat hyvin lentokonesovelluksiin. Tänään TOPTITECH tutkii syitä, miksi lentokoneiden materiaalien täytyy sisältää titaaniseoksia.
Johdatus titaaniin
Vasta vuonna 1948 DuPont Yhdysvalloissa aloitti titaanin massatuotannon magnesiumpelkistysmenetelmällä. Tämä merkitsi teollisen titaanin tuotannon alkamista. Titaaniseoksia, joilla on korkea lujuus, erinomainen korroosionkestävyys ja korkea lämmönkestävyys, on käytetty laajasti eri aloilla.
Titaanin ominaisuudet
Suuri lujuus: Titaani ohittaa alumiiniseokset 1,3 kertaa, magnesiumseokset 1,6 kertaa ja ruostumaton teräs 3,5 kertaa, mikä on metallimateriaalien mestari.
Korkea lämpölujuus: Titaani voi toimia useita satoja asteita korkeammissa lämpötiloissa kuin alumiiniseokset, mikä mahdollistaa pitkäaikaisen käytön 450-500 asteen lämpötiloissa.
Ylivoimainen korroosionkestävyys: Titaani kestää happoja, emäksiä ja ilmakehän korroosiota. Sillä on poikkeuksellinen kestävyys pistesyöpymistä ja jännityskorroosiohalkeilua vastaan.
Erinomainen suorituskyky matalissa lämpötiloissa: Titaaniseokset, joissa on vähän välielementtejä, kuten TA7, säilyttävät tietyn plastisuustason jopa -253 asteessa.
Kemiallinen reaktiivisuus: Titaanilla on kohonnut kemiallinen aktiivisuus korkeissa lämpötiloissa, ja se osallistuu helposti kemiallisiin reaktioihin ilman epäpuhtauksien, kuten vedyn ja hapen kanssa, mikä johtaa kovettuvan kerroksen muodostumiseen.
Alhainen lämmönjohtavuus ja kimmomoduuli: Titaanin lämmönjohtavuus on noin neljäsosa nikkelin ja viidennes raudan lämmönjohtavuudesta, kun taas useiden titaaniseosten lämmönjohtavuus pienenee noin 50 prosenttia puhtaaseen titaaniin verrattuna. Titaaniseosten kimmokerroin on noin puolet teräksen kimmomoduulista.
Titaaniseosten lentokonesovellukset
Titaaniseoksia käytetään ensisijaisesti lentokoneiden ja moottorien komponenttien valmistuksessa, mukaan lukien taotut titaanituulettimen siivet, kompressorilevyt, moottorin kotelot, pakojärjestelmät ja rakenteelliset rungot, kuten siipipalkit. Ilmailu- ja avaruussovellukset perustuvat titaaniseosten korkeaan lujuuteen, korroosionkestävyyteen ja suorituskykyyn alhaisissa lämpötiloissa paineastioiden, polttoainesäiliöiden, kiinnittimien, instrumenttihihnojen, runkojen ja rakettien koteloiden valmistuksessa. Titaaniseoslevyjä on käytetty keinotekoisissa satelliiteissa, kuumoduuleissa, miehitetyissä avaruusaluksissa ja avaruussukkuloissa, mikä helpottaa hitsattujen kokoonpanojen rakentamista.
