שימושים בסגסוגת טיטניום

Jan 23, 2024

לסגסוגת טיטניום חוזק גבוה וצפיפות נמוכה, תכונות מכניות טובות, קשיחות ועמידות בפני קורוזיה טובה מאוד. בנוסף, לסגסוגות טיטניום יש ביצועי תהליך גרועים, קשיי חיתוך ועיבוד, בעיבוד תרמי, קל מאוד לספוג זיהומים כמו מימן, חמצן, חנקן ופחמן. יש גם עמידות בפני שחיקה ירודה, תהליך הייצור מורכב. הייצור התעשייתי של טיטניום החל בשנת 1948. הצורך בפיתוח תעשיית התעופה, כך שתעשיית הטיטניום לקצב צמיחה שנתי ממוצע של כ-8% פיתוח. נכון לעכשיו, התפוקה השנתית בעולם של חומרי עיבוד סגסוגת טיטניום הגיעה ליותר מ-40,000 טון, כמעט 30 סוגים של סגסוגת טיטניום. סגסוגת הטיטניום הנפוצה ביותר היא Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) וטיטניום טהור תעשייתי (TA1, TA2 ו- TA3).
סגסוגות טיטניום משמשות בעיקר לייצור חלקי מדחס למנועי מטוסים, ואחריהם חלקי מבנה עבור רקטות, טילים ומטוסים מהירים. באמצע ה-1960ים, טיטניום וסגסוגותיו שימשו ביישומים תעשייתיים כלליים לייצור אלקטרודות לתעשיית האלקטרוליזה, מעבים לתחנות כוח, תנורי חימום לבתי זיקוק והתפלת מי ים וכן מכשירי בקרת זיהום סביבתי. טיטניום וסגסוגותיו הפכו לחומר מבני עמיד בפני קורוזיה. הוא משמש גם לייצור חומרים לאחסון מימן ולעצב סגסוגות זיכרון.
סין החלה במחקר על טיטניום וסגסוגות טיטניום ב-1956; הייצור התעשייתי של טיטניום החל באמצע-1960ווסגסוגת TB2 פותחה.

thin wall titanium tubing4 inch titanium pipetitanium round tube

 

 

סגסוגת טיטניום היא חומר מבני חשוב חדש המשמש בתעשיית התעופה והחלל, המשקל הסגולי, החוזק והשימוש בטמפרטורה בין אלומיניום לפלדה, אך גבוה מהחוזק ובעל עמידות מצוינת בפני קורוזיה של מי ים וביצועים בטמפרטורות נמוכות במיוחד. 1950 ארה"ב בפעם הראשונה במפציץ הקרב F-84 המשמש כמגן חום גוף אחורי, שמשה קדמית, כיסוי הזנב ורכיבים אחרים שאינם נושאים. שנות ה-60 ההתחלה של חלקי סגסוגת טיטניום מהגוף האחורי כדי לעבור לגוף האמצעי, חלק מהכיסוי הזנב. השימוש בסגסוגת טיטניום עבר לגוף המטוס האמצעי, והחליף חלקית פלדה מבנית לייצור רכיבים נושאי עומס חשובים כגון מסגרות מרווחים, קורות, מגלשות דש וכן הלאה. השימוש בסגסוגת טיטניום במטוסים צבאיים גדל במהירות והגיע ל-20% עד 25% ממשקל מבנה המטוס. שנות ה-70, מטוסים אזרחיים החלו להשתמש בסגסוגת טיטניום בכמויות גדולות, כמו מטוס הבואינג 747 עם טיטניום הסתכם ביותר מ-3,640 ק"ג. מספר מאך פחות מ-2.5 מטוסים עם טיטניום נועד בעיקר להחליף פלדה כדי להפחית משקל מבני. דוגמה נוספת, מטוסי הסיור המהיר SR-71 של ארצות הברית (טיסה מאך 3, גובה טיסה של 26,212 מטר), טיטניום היווה 93% ממשקל מבנה המטוס, המכונה " כולם מטוסי טיטניום. כאשר יחס דחף מנוע אווירי למשקל מ 4 ~ 6 עד 8 ~ 10, טמפרטורת יציאת הגז בלחץ בהתאמה בין 200 ~ 300 מעלות צלזיוס ל 500 ~ 600 מעלות צלזיוס, ייצור האלומיניום המקורי של דיסקים גז בלחץ נמוך ויש להחליף להבים לסגסוגות טיטניום, או סגסוגות טיטניום במקום ייצור נירוסטה של ​​דיסקים ולהבים בלחץ גבוה בלחץ גבוה, על מנת להפחית את משקל המבנה. שנות ה-70, סגסוגות טיטניום במינון מנוע אווירי היוו בדרך כלל 20% עד 30% מהמשקל הכולל של המבנה, המשמשות בעיקר בייצור חלקים בלחץ, כגון מאווררי טיטניום מזויפים, דיסקים ולהבים בלחץ, מגזינים בלחץ טיטניום יצוק , מגזינים מתווכים, בתי מיסבים וכן הלאה. חלליות משתמשות בעיקר בסגסוגות טיטניום בעלות חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורה נמוכה לייצור מגוון של מכלי לחץ, מיכלי אחסון דלק, מחברים, רצועות מכשירים, מסגרות ופגזי רקטות. לוויינים מלאכותיים של כדור הארץ, מודול נחיתת ירח, חלליות מאוישות ומעבורות חלל משתמשים גם בריתוכי לוחות מסגסוגת טיטניום.

אולי גם תרצה