التيتانيوم لديه صلة عميقة مع الطيران. في عام 1953، كان استخدام مواد التيتانيوم في حجرات المحرك وجدران الحماية لمحرك الطائرات DC-T من قبل شركة دوغلاس للطائرات بمثابة بداية تطبيقات الطيران للتيتانيوم. منذ ذلك الحين، تم استخدام التيتانيوم في الطيران لأكثر من نصف قرن. يُعزى الاستخدام الواسع النطاق للتيتانيوم في الطيران إلى خصائصه القيمة المناسبة تمامًا لتطبيقات الطائرات. اليوم، سوف تتعمق TOPTITECH في الأسباب التي تجعل مواد الطائرات تحتوي على سبائك التيتانيوم.
مقدمة إلى التيتانيوم
في عام 1948 فقط، بدأت شركة DuPont في الولايات المتحدة في إنتاج التيتانيوم الإسفنجي بكميات كبيرة باستخدام طريقة اختزال المغنيسيوم. كان هذا بمثابة بداية إنتاج التيتانيوم الصناعي. لقد تم استخدام سبائك التيتانيوم، بقوتها العالية، ومقاومتها الممتازة للتآكل، ومقاومتها العالية للحرارة، على نطاق واسع في مختلف المجالات.
خصائص التيتانيوم
قوة عالية: يتفوق التيتانيوم على سبائك الألومنيوم بمقدار 1.3 مرة، وسبائك المغنيسيوم بمقدار 1.6 مرة، والفولاذ المقاوم للصدأ بمقدار 3.5 مرة، ويقف كالبطل بين المواد المعدنية.
قوة حرارية عالية: يمكن أن يعمل التيتانيوم في درجات حرارة أعلى بعدة مئات من الدرجات من سبائك الألومنيوم، مما يسمح بالاستخدام لفترة طويلة في درجات حرارة تتراوح من 450 إلى 500 درجة.
مقاومة فائقة للتآكل: يُظهر التيتانيوم مقاومة للأحماض والقلويات والتآكل الجوي. إنها تمتلك مقاومة استثنائية ضد التنقر والتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي.
أداء ممتاز في درجات الحرارة المنخفضة: تحتفظ سبائك التيتانيوم ذات العناصر الخلالية الدنيا، مثل TA7، بمستوى معين من اللدونة حتى عند درجة -253 .
التفاعل الكيميائي: يُظهر التيتانيوم نشاطًا كيميائيًا مرتفعًا عند درجات حرارة عالية، وينخرط بسهولة في التفاعلات الكيميائية مع الشوائب مثل الهيدروجين والأكسجين في الهواء، مما يؤدي إلى تكوين طبقة تصلب.
الموصلية الحرارية المنخفضة ومعامل المرونة: تبلغ الموصلية الحرارية للتيتانيوم حوالي ربع التوصيل الحراري للنيكل وخمس التوصيل الحراري للحديد، في حين تظهر سبائك التيتانيوم المختلفة انخفاضًا بنسبة 50 بالمائة تقريبًا في التوصيل الحراري مقارنة بالتيتانيوم النقي. يبلغ المعامل المرن لسبائك التيتانيوم ما يقرب من نصف معامل المرونة للفولاذ.
تطبيقات الطائرات من سبائك التيتانيوم
تجد سبائك التيتانيوم تطبيقًا في المقام الأول في تصنيع مكونات الطائرات والمحركات، بما في ذلك شفرات المروحة المصنوعة من التيتانيوم، وأقراص الضاغط، وأغلفة المحرك، وأنظمة العادم، والإطار الهيكلي مثل عوارض الأجنحة. تعتمد تطبيقات الفضاء الجوي على القوة العالية، ومقاومة التآكل، والأداء المنخفض لدرجات الحرارة لسبائك التيتانيوم لإنتاج أوعية الضغط، وخزانات الوقود، والمثبتات، وأشرطة الأدوات، والأطر، وأغلفة الصواريخ. لقد تم استخدام صفائح سبائك التيتانيوم في الأقمار الصناعية، والوحدات القمرية، والمركبات الفضائية المأهولة، والمكوكات الفضائية، مما يسهل بناء التجميعات الملحومة.
