کاربردهای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم

کاربردهای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم

اگرچه تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در ذخایر فراوان هستند، قیمت آنها بسیار بالاست. این به این دلیل است که تیتانیوم در دماهای بالا واکنش شیمیایی پایینی دارد و فناوری ذوب و محیط عملیاتی آن بسیار خواستار است. باید در شرایط{2}}درجه حرارت بالا و خلاء ذوب شود، دمایی که اغلب به بالای 800 درجه می‌رسد. در مقایسه با ذوب فولاد، بسیار دشوارتر است. بنابراین، هر زمان که از آلیاژهای تیتانیوم نام برده می‌شود، مردم آن‌ها را به عنوان مواد فلزی با کیفیت{6} با خروجی پایین و قیمت‌های بالا در نظر می‌گیرند و به ندرت استفاده می‌شوند.

در حال حاضر، به دلیل خواص عالی آلیاژهای تیتانیوم مانند وزن سبک، استحکام بالا و مقاومت در برابر دمای بالا، مواد آلیاژ تیتانیوم و تیتانیوم به طور گسترده ای در ساخت سلاح های پیشرفته و تجهیزات کلیدی ملی در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. آنها به ویژه برای کاربرد در زمینه هوافضا مناسب هستند. نمونه هایی از فیلدهای کاربردی به شرح زیر است:

رشته مهندسی شیمی

صنعت خاکستر سودا

ظهور یخچال های تیتانیوم در صنعت خاکستر سودا می تواند به طور موثر مشکل کیفیت گاز کلر نامرغوب ناشی از فرآیند خنک سازی غیر منطقی سنتی را حل کند. در عین حال، چشم انداز تولید صنعت کلر-قلیایی را تغییر داده است. یخچال های آلیاژ تیتانیوم مورد استفاده می توانند تا 20 سال عمر کنند.

2. صنعت نمک
در حال حاضر پیشرفته‌ترین فرآیند تولید نمک{0}}ساخت نمک خلاء-است. با این حال، آب نمک غلیظ در دمای بالا که در طول این فرآیند تولید می‌شود، می‌تواند به سازه‌های فولاد کربنی آسیب جدی وارد کند و منجر به نشت تجهیزات شود. استفاده از ساختارهای کامپوزیت فولاد تیتانیوم در محفظه گرمایش و محفظه تبخیر می تواند به طور موثری از رسوب نمک جلوگیری کند، کیفیت ساخت نمک را بهبود ببخشد و در عین حال خوردگی آب نمک با غلظت بالا را در طول تبخیر بر روی دیواره های لوله کاهش دهد و در نتیجه چرخه نگهداری را افزایش دهد.

میدان هوافضا

صنعت هوانوردی

کاربرد آلیاژهای تیتانیوم در هوانوردی به آلیاژهای تیتانیوم ساختاری هواپیما و آلیاژهای تیتانیوم ساختاری موتور تقسیم می شود. بخش های اصلی کاربرد اجزای ساختاری آلیاژ تیتانیوم هواپیما شامل اجزای ارابه فرود، قاب ها، تیرها، پوسته بدنه، پوشش های محافظ حرارتی و غیره می باشد. تیر متقاطع انتقال ارابه فرود اصلی بوئینگ 747 از Ti-6Al-4V، با طول آهنگری 6.20 متر، عرض 0.95 متر و جرم 1545 کیلوگرم ساخته شده است. آلیاژ تیتانیوم Ti-62222S با استحکام و چقرمگی بالا در بخش کلیدی محور چرخش تثبیت کننده افقی هواپیمای C-17 استفاده می شود. از نظر موتورهای هوانوردی، آلیاژهای تیتانیوم در دیسک‌های کمپرسور، تیغه‌ها، لوله‌های درام، روتورهای کمپرسور فشار بالا و پوشش‌های کمپرسور استفاده می‌شوند. لبه جلویی و نوک تیغه‌های فن موتور بوئینگ 747-8GENX توسط روکش‌های آلیاژ تیتانیوم محافظت می‌شود و تنها سه تعویض در طول یک دوره خدمات 10 ساله انجام شد.

2. صنعت هوافضا
شرایط کار وسایل نقلیه هوافضا بسیار سخت است. علاوه بر نیاز به تخصص فنی عالی در طراحی ساختاری مواد، خواص و عملکرد عالی خود مواد نیز بسیار مهم است. بنابراین، آلیاژهای تیتانیوم در بین مواد مختلف برجسته می شوند. در زمینه تجهیزات هوافضا، در برنامه آپولو ایالات متحده در دهه 1960، کابین دوتایی و بال‌ها و دنده‌های کابین مهر و موم شده فضاپیما از Ti-5Al-2.5Sn ساخته شده بود و روکش‌ها از تیتانیوم خالص ساخته شده بودند. شرکت هوافضای MT آلمان یک آلیاژ{13}}Ti-15V-3Cr با استحکام بالا برای مخزن سیستم رانش تولید کرد و آن را روی سکوی غول پیکر ماهواره ارتباطی آلفا اروپایی اعمال کرد. روسیه نمونه های کاربردی زیادی از آلیاژهای تیتانیوم در مهندسی هوافضا دارد. به عنوان مثال، وسیله نقلیه پرتاب Energia از یک قطعه آهنگری و آهنگری در مقیاس بزرگ آلیاژ تیتانیوم BT23 3.5 تنی استفاده کرد و آلیاژهای تیتانیوم نیز در مخزن سوخت موتورهای موشک با سوخت مایع، مخازن ذخیره مایع برودتی و پروانه پمپ‌های انتقال هیدروژن مایع و غیره استفاده شد.
   

به طور مشابه، در توسعه سریع مهندسی هوافضای داخلی، آلیاژهای تیتانیوم نیز به طور گسترده ای استفاده شده اند. از ماهواره دانگ فانگ شماره 1 در سال 1970 تا سری فعلی فضاپیمای Shenzhou، کاوشگر Chang'e و غیره، آلیاژهای تیتانیوم استفاده شده است. علاوه بر این، سیلندرهای گاز آلیاژ تیتانیوم TA7ELI با دمای پایین که توسط چین برای استفاده در محیط‌های هیدروژن مایع ساخته شده‌اند، در سری خودروهای پرتاب Long March اعمال شده‌اند. موسسه فناوری هاربین از آلیاژ تیتانیوم TC4 برای ساخت رینگ‌های ماه‌نورد استفاده کرده است. علاوه بر این، چین همچنین از آلیاژهای تیتانیوم با استحکام بالا مانند BT20 برای تولید قطعاتی مانند محفظه موتور و نازل‌های موشک استفاده کرده است.

رشته کشتی سازی نیروی دریایی

     http://bjtrttitanium.com/redundant-products/flange-inner-Plum-blossom-m6-x-65.htmlتیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم به طور گسترده در زیردریایی‌های هسته‌ای،-غواصی‌های عمیق دریا، یخ‌های انرژی اتمی-کشتی‌های شکستن یخ، کشتی‌های هیدروفویل، هاورکرافت، مین‌روب‌ها، و همچنین پیشرانه‌های پروانه، شلاق-دستگاه‌های مبادله‌کننده لوله‌های حرارتی، آنتن‌های مخروطی، آنتن‌ها تجهیزات آتش نشانی{3}} به عنوان مثال، غوطه ور دریایی عمیق آمریکایی "Sea Cliff" مجهز به کابین های مشاهده تیتانیومی و کابین های کنترل است و عمق غواصی آن می تواند به 6100 متر برسد. شرکت ژاپنی Tokuyama Titanium و Fujinai Shipbuilding به طور مشترک قایق سریع تمام تیتانیومی "Moriishi Sky II" را ساختند که برای مدتی در ایالات متحده بسیار محبوب بود. اولین شناور زیردریایی سرنشین دار "جیائولنگ" که به طور مستقل طراحی و یکپارچه شده است نیز از آلیاژهای تیتانیوم استفاده می کند. محدوده کاری Jiaolong 99.8٪ از سطح اقیانوس جهانی را پوشش می دهد.