الخواص الميكانيكية لسبائك التيتانيوم
تتميز سبائك التيتانيوم بقوة عالية وكثافة منخفضة، وخصائص ميكانيكية جيدة، وصلابة جيدة ومقاومة للتآكل. بالإضافة إلى ذلك، فإن أداء معالجة سبائك التيتانيوم ضعيف، ويصعب القطع، وفي المعالجة الساخنة، من السهل جدًا امتصاص كربون الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والشوائب الأخرى. هناك مقاومة ضعيفة للتآكل، وعملية إنتاج معقدة. بدأ الإنتاج الصناعي للتيتانيوم في عام 1948. ويحتاج تطور صناعة الطيران إلى تطوير صناعة التيتانيوم بمتوسط معدل نمو سنوي يبلغ حوالي 8%.
في الوقت الحاضر، وصل الإنتاج السنوي لمواد معالجة سبائك التيتانيوم في العالم إلى أكثر من 40 ألف طن، وما يقرب من 30 نوعًا من درجات سبائك التيتانيوم. سبائك التيتانيوم الأكثر استخدامًا هي Ti-6Al-4V(TC4)، Ti-5Al-2.5Sn(TA7) والتيتانيوم النقي الصناعي (TA1، TA2 وTA3).
وتستخدم سبائك التيتانيوم بشكل رئيسي في صناعة أجزاء الضاغط لمحركات الطائرات، تليها الأجزاء الهيكلية للصواريخ والقذائف والطائرات عالية السرعة. بحلول منتصف الستينيات، تم استخدام التيتانيوم وسبائكه في الصناعة العامة لصنع أقطاب كهربائية للتحليل الكهربائي، ومكثفات لمحطات الطاقة، وسخانات لتكرير النفط وتحلية المياه، وأجهزة مكافحة التلوث. أصبح التيتانيوم وسبائكه نوعًا من المواد الهيكلية المقاومة للتآكل. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه أيضًا لإنتاج مواد تخزين الهيدروجين وسبائك ذاكرة الشكل.
بدأت الصين الأبحاث حول التيتانيوم وسبائك التيتانيوم في عام 1956؛ في منتصف الستينيات، بدأ الإنتاج الصناعي لمادة التيتانيوم وتطوير سبائك TB2. سبائك التيتانيوم هي مادة هيكلية مهمة جديدة تستخدم في صناعة الطيران. جاذبيتها النوعية وقوتها ودرجة حرارة الخدمة تقع بين الألومنيوم والفولاذ، لكن قوتها النوعية عالية ولها أداء ممتاز ضد التآكل بمياه البحر وأداء درجة حرارة منخفضة للغاية.
في عام 1950، تم استخدام القاذفة المقاتلة F-84 لأول مرة كدرع حراري لجسم الطائرة الخلفي، وغطاء الهواء، وغطاء الذيل، وغيرها من المكونات غير الحاملة. منذ ستينيات القرن الماضي، تم نقل استخدام سبائك التيتانيوم من جسم الطائرة الخلفي إلى جسم الطائرة الأوسط، لتحل محل الفولاذ الهيكلي جزئيًا لصنع مكونات تحمل مهمة مثل الإطار والعارضة وشريحة الرفرف. لقد زاد استخدام سبائك التيتانيوم في الطائرات العسكرية بشكل سريع، حيث وصل إلى 20% ~ 25% من وزن هيكل الطائرة.