Vai titāns ir super sakausējums?
Augstas temperatūras sakausējumu veidi
Šajā rakstā jūs uzzināsit
iepazīstināt
Kas ir augstas temperatūras sakausējumi?
Augstas temperatūras sakausējumu veidi
pēdējie vārdi
iepazīstināt
Mūsdienu ražošanas standarti ir ļoti prasīgi. Inženieri un dizaineri pastāvīgi tiek lūgti izpildīt nozares prasības attiecībā uz veiktspēju, ilgmūžību, ilgtspējību un izmaksu optimizāciju. Rūpnieciskā ražošana ir nepārtrauktas attīstības stāvoklī. Jauni dizaina principi, ražošanas metodes un materiāli ir būtiski inovācijām.
Dažas nozares var būt īpaši prasīgas, piemēram, kosmosa rūpniecība. Aviācijas un kosmosa izstrādājumi to kalpošanas laikā ir pakļauti ekstremāliem apstākļiem. Ar tradicionālajām metodēm un materiāliem nepietiek, lai atbilstu nozares standartiem: tāpēc aviācijas un kosmosa inženieri izmanto tādus materiālus kā supersakausējumi.
Kas ir augstas temperatūras sakausējumi?
Būtībā supersakausējumi ir materiāli ar ārkārtēju veiktspējas statistiku. Supersakausējumu galvenās īpašības ir augsta izturība, ārkārtīgi augsta mehāniskā izturība, termoelastība un ilgs kalpošanas laiks. Supersakausējumu vissvarīgākā īpašība ir to spēja darboties augstā kušanas temperatūrā. Visas iepriekš minētās īpašības padara supersakausējumus vitāli svarīgus aviācijas un kosmosa rūpniecībā.
Sākotnējā ideja izstrādāt materiālus, kas piemēroti darbībai ekstremālos apstākļos, radās no vēlmes izstrādāt lidmašīnas, kas varētu mūs pacelt augstāk un ātrāk. Supersakausējumu attīstība ir cieši saistīta ar aviācijas un kosmosa nozares straujo paplašināšanos pēc Otrā pasaules kara.
Augstas temperatūras sakausējumu veidi
Aviācijas un kosmosa rūpniecībā tiek izmantoti daudzi augstas temperatūras sakausējumu veidi. Viens no visbiežāk izmantotajiem variantiem ir supersakausējums uz titāna bāzes. Tīram titānam ir salīdzinoši zems blīvums, augsta izturība un augsta izturība pret koroziju. Turklāt titāns ir vienīgais elements, kas sadedzina ar slāpekli. Titāns ir tikpat stiprs kā tērauds, bet sver gandrīz uz pusi mazāk. Šīs īpašības vien padara to par ideālu materiālu aviācijas un kosmosa rūpniecībai, kur svara/izturības attiecība ir kritiska. Titāns tiek sajaukts ar citiem elementiem noteiktās proporcijās, lai vēl vairāk uzlabotu tā jau tā lieliskās īpašības.
Viens no visbiežāk izmantotajiem titāna sakausējumiem ir Ti-6Al-4V sakausējums. Papildus titānam tas satur arī alumīniju un vanādiju, un to galvenokārt izmanto komerciālo lidmašīnu kabīnes rāmjos, spārnu kastēs un stiprinājumu konstrukcijās. Sakausējumam ir labs līdzsvars starp tādām īpašībām kā izturība, elastība, izturība pret lūzumiem, izturība augstā temperatūrā, šļūdes īpašības, metināmība, apstrādājamība un karstās apstrādes spēja. Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo sakausējums ir karstumizturīgs sakausējums, kas izstrādāts 1960. gadu otrajā pusē. Tā karstumizturības temperatūra ir aptuveni 450 grādi. Šo sakausējumu parasti izmanto kompresoru diskos, kur temperatūras augšējā robeža ir 500 grādi. Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo sakausējums, ko dažreiz sauc par "Ti17" sakausējumu, ir sakausējums, kas izstrādāts Amerikas Savienotajās Valstīs. 1970. gadi, kam ir augsta izturība un lieliska izturība pret lūzumiem. Tā karstumizturības temperatūra ir aptuveni 350 grādi. Komerciālo lidmašīnu dzinējos ventilators un vārpsta ir izgatavoti vienā gabalā, lai samazinātu dzinēja svaru. Ti-10V-2Fe-3Al sakausējumam ir lieliska cietība, augsta izturība un augsta noguruma izturība, un to galvenokārt izmanto šasijā.
Papildus titāna sakausējumiem, ferosakausējumi ir vēl viena sakausējumu klase, ko parasti izmanto dažādās nozarēs, tostarp aviācijā un militārajā jomā. Būtībā ferosakausējumi ir sakausējumi, kas galvenokārt sastāv no dzelzs. Daži no visbiežāk izmantotajiem sakausējumiem uz dzelzs bāzes ir nerūsējošais tērauds, čuguns un tērauds ar augstu oglekļa saturu. Dzelzs sakausējumiem parasti ir labs īpašību līdzsvars, tostarp siltuma un korozijas izturība, izturība, izturība un termoelastība. Lai gan tiem nav titāna bāzes supersakausējumu vai citu augstas temperatūras sakausējumu ārkārtējās īpašības, to sintēzes vienkāršība un rentabilitāte padara tos nenovērtējamus.
Vēl viena svarīga sakausējumu klase aviācijas un militārajai rūpniecībai ir alumīnija sakausējumi. Neapstrādāta alumīnija svara un stiprības attiecība jau pati par sevi ir iespaidīga. Leģējošu elementu, piemēram, vara, magnija, mangāna, silīcija, alvas, niķeļa un cinka pievienošana uzlabo šīs īpašības, padarot alumīnija sakausējumus lieliski piemērotus militāriem un kosmosa lietojumiem.
