在现今的航空领域里钛合金的应用已经愈来愈广泛并代理了曾经的铝合金并且钛质材料也已经占到了全球总量的42%；并且从现在到2010年,预计对钛材料的需求将继续以两位数的速度增长.新一代飞机需要充分利用钛合金提供的性能,无论是商用机还是军用机市场,都正在推动对钛合金的需求.波音787、空客A380、F-22猛禽战斗机、F-35联合攻击战斗机(也称为闪电Ⅱ)等新机型都采用了大量钛合金材料。
钛合金材料的优势
钛合金具有高强度、高断裂韧性以及良好的抗腐蚀性和可焊接性.随着飞机机身越来越多地采用复合材料结构,钛基材料用于机身的比例也将日益增大,因为钛与复合材料的结合性能远远优于铝合金。例如:与铝合金相比,钛合金可使机身结构的寿命提高60%。
钛合金极高的强度/密度比(达20∶1,即重量可减轻20%)为减轻大型构件的重量(这是对飞机设计师的主要挑战)提供了解决方案.此外,钛合金固有的高耐蚀性(与钢材相比)可以节省飞机日常运行和维护保养的成本。
需要更大加工能力
由于比普通合金钢的加工更为困难,因此通常认为钛合金属于难加工材料。典型钛合金的金属去除率仅为大多数普通钢或不锈钢的25%左右,因此加工一个钛合金工件需要花费的时间约为加工钢件的4倍。
为了满足航空制造业对钛合金加工日益增长的需求,制造商需要增加生产能力,因此需要更好地理解钛合金加工策略的有效性。典型的钛合金工件的加工是从锻造开始的,直到80%的材料被去除而获得最终的工件外形。
随着航空零部件市场的快速增长,制造商们已经感到力不从心,加上因钛合金工件加工效率较低而增加的加工需求,导致钛合金加工能力明显处于紧张状态。一些航空制造业的领军企业甚至公开质疑现有的机械加工能力能否完成全部新型钛合金工件的加工任务。正因为类似于钛合金圆刀片这样材质的工业品越来越多导致现在的设备可能需要更大的改进才能完成对钛进行更好的加工成型的任务。 |
