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文章來(lái)源:網(wǎng)上搜集 訪問(wèn)2641次 2015-07-11 09:33:29 |
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機(jī)器制造、石油化工等許多方面。在應(yīng)用中,航空工業(yè)用量居首位,以美國(guó)F—15飛機(jī)為例,主要用于制作機(jī)翼、水平尾、垂直尾、起落架和進(jìn)氣道等。另外,結(jié)構(gòu)鈦合金還可以做機(jī)翼骨架、機(jī)座、發(fā)動(dòng)機(jī)艙等,在油管、鉚釘、緊固件上的應(yīng)用也在增加。它在航天工程上主要用作壓力容器(儲(chǔ)存壓縮空氣或液體推進(jìn)劑)、星箭連接帶、固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、各種蒙皮、構(gòu)件和輻射冷卻式噴管等。在艦船上的應(yīng)用,前蘇聯(lián)1970年建造了1艘全鈦殼體的核動(dòng)力攻擊潛艇,以后又建造了4艘,每艘用鈦合金3500t。1982年制成“臺(tái)風(fēng)號(hào)”鈦殼核潛艇,每艘用鈦合金9000t。從而打破了只限于魚(yú)雷發(fā)射筒、深潛器等用鈦的局面。結(jié)構(gòu)鈦合金在常規(guī)兵器上用量不大,主要用于火炮、槍械和其他輔助裝備上。 自60年代開(kāi)始,鈦合金在造船工業(yè)上得到應(yīng)用。前蘇聯(lián)和美國(guó)都擁有自成系列的船用鈦合金,如前蘇聯(lián)的48—T系列鈦合金、48—T2、48—T3、48—T4、48—T5、48—T7等;美國(guó)船用鈦合金有:Ti—5Al—2.5Sn,Ti—6Al—4V,Ti—6Al—6V—2Sn,Ti—8Al—1Mo—1V和Ti—6Al—2Nb—1Ta—0.8Mo等;中國(guó)船用鈦合金始于60年代末期,用量較少,沒(méi)有形成自己的船用鈦合金系列。為適合設(shè)計(jì)者需要,結(jié)構(gòu)鈦合金按強(qiáng)度分類(lèi)。根據(jù)材料的使用要求,對(duì)結(jié)構(gòu)鈦合金牌號(hào)進(jìn)行選擇時(shí),必須考慮所需要的強(qiáng)度、成形種類(lèi)、耐蝕性、焊接性和成本等因素。按強(qiáng)度可分為低強(qiáng)度(<750MPa)、中強(qiáng)度(750~1000MPa)和高強(qiáng)度(>1000MPa)3種,表中列出了最通用的各種強(qiáng)度范圍的結(jié)構(gòu)鈦合金。 在低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鈦合金中,實(shí)用的主要是Ti—3Al—2.5V和Ti—2A1—1.5Mn等合金。在中強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鈦合金中,實(shí)用的主要是Ti—5Al—4V和Ti—6Al—4V等合金。Ti—6Al—4V合金使用最廣泛,用量也最大。需要中強(qiáng)度合金板時(shí),選用Ti—5Al—4V,但冷成形性能差,需要進(jìn)行熱成形。高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鈦合金適合制作大截面鍛件,如前翼橫梁、縱梁、起落架等。這些部件都需要有高強(qiáng)度、高韌性、高淬透性等綜合性能,因此,發(fā)展了高β穩(wěn)定元素的α+β高強(qiáng)度合金和近β高強(qiáng)度合金。 由于α+β型結(jié)構(gòu)鈦合金在高強(qiáng)狀態(tài)下,斷裂韌性差,可淬透深度小,人們的注意力集中到研制β和近β型結(jié)構(gòu)鈦合金。近β型鈦合金的特點(diǎn)是:它兼有亞穩(wěn)定β型鈦合金的高強(qiáng)度、高韌性和高淬透性,同時(shí)又兼有α+β型鈦合金的拉伸延性和彈性模量,還具有熱變形溫度低、熱變形抗力小等特性。該類(lèi)合金的高強(qiáng)度、高韌性和高淬透性提高了結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)效益和可靠性。早期研制的β型和近β型合金主要有: (1)美國(guó)的Ti—13V—11Cr—3Al、Ti—11.5Mo—6Zr—4.5Sn(βⅢ)和Ti—3Al—8V—6Cr—4Mo—4Zr(βC)等。 (2)前蘇聯(lián)的Ti—3Al—7Mo—11Cr、Ti—3Al—5Mo—6V—11Cr和Ti—2Al—8.5Mo—8.5V—1.2Fe—1.2Cr等。 (3)中國(guó)的Ti—5Mo—5V—8Cr—3Al、Ti—10Mo—8V—1Fe—3.5Al和Ti—4Al—7Mo—2Fe—1Zr等。70~90年代,各國(guó)主要研究開(kāi)發(fā)了Ti—10V—2Fe—3Al、Ti—15V—3Al—3CI—3Sn、Ti—5Mo—5V—2Cr—3Al和Ti—5A1—5Mo—5V—1Fe—1Cr等。除Ti—15V—3Al—3Cr—3Sn為板材合金外,其余3種合金均為鍛件合金。 中常溫(—60~400℃)下作為承力構(gòu)件使用的鈦合金。主要為適應(yīng)飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)件的需要發(fā)展起來(lái)的,隨后擴(kuò)大應(yīng)用在火箭、衛(wèi)星、兵器和艦船等領(lǐng)域。在飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用始于1950年左右,50年來(lái)得到了迅速的發(fā)展。美國(guó)第三代超音速戰(zhàn)斗機(jī)F—14、F—15和幻影—2000鈦合金的用量占機(jī)體結(jié)構(gòu)的20%~25%。美國(guó)新一代飛機(jī)F—22戰(zhàn)斗機(jī)上鈦合金占結(jié)構(gòu)重量的31%。中國(guó)在殲擊機(jī)機(jī)體上使用鈦合金是在60年代,1983年把TC4鈦合金模鍛件用于飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)件。90年代設(shè)計(jì)的新機(jī)種選用的鈦合金牌號(hào)有TA6、TA7、TC1、TC3、TC4、TC6、TC11、ZT3和ZT4等合金。
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