Forbairt agus cur i bhfeidhm saintréithe cóimhiotail tíotáiniam le haghaidh aeraspáis

Ós rud é táirgeadh tionsclaithe tíotáiniam sna 1940í, tá sé in úsáid go forleathan i aeraspáis, tionscal míleata, mara mar gheall ar a neart ard, friotaíocht creimeadh maith, neamh-mhaighnéadach, feidhmíocht táthú maith agus buntáistí eile, chomh maith le superconductivity, cuimhne agus buntáistí eile. I réimsí forbartha, peitriceimiceach, giniúint cumhachta, superconductivity, etc., tá an dea-cháil "Miotal Almighty", "Miotal Mara", "Tríú Miotal", "Miotal Nua-Aimseartha" agus mar sin de. Le taiscéalaíocht leanúnach ar airíonna den scoth tíotáiniam, tá a raon feidhme iarratais fós ag leathnú, agus beidh sé mar an tríú miotail struchtúrach tar éis cruach agus alúmanam. I bhfianaise ról tábhachtach tíotáiniam i réimsí cosanta náisiúnta, eitlíochta, ardteicneolaíochta agus eile, tá meas mór ag na Stáit Aontaithe, an Rúis, an Bhreatain, an Fhrainc agus cumhachtaí míleata eile agus an tSeapáin agus i dtíortha eile, agus liostaítear mar a eochair-mhiotal struchtúrach le tábhacht straitéiseach san 21ú haois. Tá forbairt na heolaíochta agus na teicneolaíochta tíotáiniam, lena n-áirítear cóimhiotail nua, teicneolaíochtaí nua leá agus teicneolaíochtaí iarratais, ag dul faoi athruithe tapa. Tá ardú agus laghdú tagtha ar thionscal tíotáiniam na Síne le beagnach 40 bliain. Le tacaíocht an stáit, tá dul chun cinn mór déanta aige agus bhunaigh sé a chóras neamhspleách tionscal tíotáiniam féin. Sa bhliain 2000, tháirg an tSín 1,751 tonna de spúinse tíotáiniam agus 2,206 tonna d'ábhair phróiseáilte tíotáiniam. Sa bhliain 2008, tháirg an tSín 49,632 tonna de spúinse tíotáiniam, méadú de 27.3 uair i 8 mbliana. Sa bhliain 2008, tháirg an tSín 27,737 tonna d'ábhair phróiseáilte tíotáiniam, méadú 11.6 uair. amanna.

Mar gheall ar ardchostas amhábhar cóimhiotail tíotáiniam, úsáidtear 70 faoin gcéad -80 faoin gcéad d'ábhair tíotáiniam thar lear sna tionscail eitlíochta agus aeraspáis. Tá an t-éileamh ar chóimhiotail tíotáiniam i réimsí eitlíochta agus aeraspáis mo thír go háirithe mór freisin. Faoi láthair, tá an cion de chóimhiotail tíotáiniam a úsáidtear in aerárthaí chun cinn atá á bhforbairt i mo thír thart ar 10 faoin gcéad -12 faoin gcéad , tá an cion tíotáiniam a úsáidtear in aerárthaí míleata níos airde, thart ar 20 faoin gcéad -30 faoin gcéad, agus tá an cion tíotáiniam a úsáidtear in innill aerárthach míleata níos mó ná 30 faoin gcéad. . Tá an méid tíotáiniam a úsáidtear i roicéid agus diúracáin nua ag méadú freisin.

Tugann an páipéar seo achoimre go príomha ar dhul chun cinn taighde agus cur i bhfeidhm tíotáiniam sna réimsí eitlíochta agus aeraspáis sna Stáit Aontaithe, sa Rúis, sa Bhreatain, sa tSeapáin agus sa tSín, ar féidir leo feidhmiú mar thagairt d'iarratas agus d'fhorbairt thionscal tíotáiniam mo thír san eitlíocht. agus réimsí aeraspáis.

De réir mar a athraíonn coincheap dearaidh na n-aerárthach de réir a chéile ó neart statach íon san am atá caite go dtí sábháilteacht---saolré, damáiste---sábháilteacht, agus go dtí an coincheap dearaidh lamháltais damáiste nua-aimseartha, tá ábhair chun cinn cóimhiotail tíotáiniam ag bogadh i dtreo ard. toughness briste agus iomadú crack íseal. Ráta cóimhiotail tíotáiniam a fhulaingíonn damáiste. Faoi láthair, tá tíortha forbartha eachtracha ar thús cadhnaíochta maidir le hábhair nua cóimhiotail tíotáiniam a fhulaingíonn damáiste a fhorbairt agus a gcur i bhfeidhm ar ard-aerárthaí, go háirithe ar nós Ti-6Al-4VELI agus ard-neart. -strength Ti-6-222s, etc. Tá sé in úsáid go rathúil in aerárthaí den ghlúin nua ar nós na Meiriceánach F-22, F-35 agus C-17. Feabhas a chur go mór ar shaol seirbhíse agus ar éifeachtacht chomhrac an aerárthaigh. Le forbairt na gcoincheap dearadh aerárthach, tá smaointe dearaidh lamháltais damáiste struchtúir cóimhiotail tíotáiniam tar éis tosú ag tabhairt aird i mo thír freisin. Ón "Deichiú Plean Cúig Bliana", tá cóimhiotal tíotáiniam TC21 ard-neart agus ard-dochrachta atá fulang le damáiste-fhulangach do dhamáiste forbartha go neamhspleách ag mo thír, agus bhunaigh an meaisínithe cóimhiotal tíotáiniam damáiste-fhulangach. teicneolaíocht, a leag bunús na teicneolaíochta iarratais ábhartha d'fhorbairt aerárthach nua i mo thír. Chun freastal ar riachtanais forbartha cóimhiotail tíotáiniam le haghaidh struchtúir eitlíochta agus aeraspáis, tá cóimhiotail tíotáiniam sreinge (NiTi) agus cóimhiotail phíobáin (TA18), 1300MPa-2000Sreath Mpa ultra-láidre agus ard-neart forbartha go neamhspleách. -cóimhiotail tíotáiniam ard-neart (TB8, TB9, TB20), etc., tá córas ábhar cóimhiotail tíotáiniam nua le tréithe na Síne le haghaidh struchtúir aerárthach curtha le chéile ar dtús, agus tá giniúint nua de chóimhiotail tíotáiniam le haghaidh struchtúir eitlíochta agus aeraspáis bunaithe. Léirítear an fheidhmíocht shonrach i dTábla 1

Príomhtháscairí teicniúla de ghnáth-chóimhiotail tíotáiniam struchtúracha

Is cóimhiotal tíotáiniam meán-neart é Ti-6Al-4V (TC4) a forbraíodh go luath sna 1960idí. Tá airíonna cuimsitheacha den scoth aige agus tugtar cóimhiotal uilíoch air. Is é an cóimhiotal ilchuspóireach is luaithe agus is forleithne a úsáidtear le haghaidh struchtúir eitlíochta agus aeraspáis. Cóimhiotail tíotáiniam, lena n-áirítear plátaí, barraí agus gaibhneachta, etc. Tá dea-airíonna táthúcháin agus meaisínithe ag an gcóimhiotal, agus tá sárphlaisteachas ag an gcóimhiotal mínghráin, agus is féidir comhpháirteanna casta a dhéanamh trí chomhphróiseas foirmithe/nascadh idirleata sárphlaisteacha (SPF/DB). ). Tagraíonn cóimhiotail tíotáiniam struchtúracha ard-neart go ginearálta do chóimhiotail a bhfuil neart teanntachta níos mó ná 1000MPa acu. Faoi láthair, is éard atá i gcóimhiotail tíotáiniam ard-neart a léiríonn an t-ardleibhéal idirnáisiúnta agus a úsáideadh go praiticiúil in aerárthaí go príomha ná cóimhiotail metastable -type Ti-15-3, 21S, cóimhiotal gar-chineál Ti-1023 agus {{16} }}cineál cóimhiotal tíotáiniam dhá-chéim BT22. Is féidir úsáid a bhaint as cóimhiotal tíotáiniam struchtúrach ard-neart chun cruach struchtúrach ard-neart 30CrMnSiA a athsholáthar a úsáidtear go coitianta i struchtúir aerárthaí, is féidir leis an meáchan a laghdú níos mó ná 20 faoin gcéad.

Is dhá chéim ard-láidre, ard-diana, damáiste-fhulangach é Ti-6Al-2Sn-2Zr{3}}Cr-2Mo (TC21) cóimhiotal tíotáiniam a forbraíodh sna 1970í. Tar éis cóireála teirmeicniúla, tá na buntáistí a bhaineann le neart ard, caoinfhulaingt damáiste maith agus friotaíocht den scoth d'fhás crack tuirse ag an gcóimhiotal, agus tá sé oiriúnach chun comhpháirteanna ualachiompartha ard-neart agus ard-déine a mhonarú. Trí eilimint Si a chur leis, coinníonn an cóimhiotal ard-neart ag teocht mheánach, atá níos fearr ná Ti-6Al{-4V. Is féidir an leathán cóimhiotail a fhoirmiú superplastically ag teocht an tseomra.

Is cóimhiotal tíotáiniam neas-béite ard-láidre, ard-dhianachta a forbraíodh sna 1970idí déanacha é Ti{0}}V-2Fe-3Al(TB6). Tá na buntáistí a bhaineann le neart sonrach ard ag an gcóimhiotal, toughness briste maith, limistéar mór cruaite, ainiseatrópacht beag, feidhmíocht bhrionnú maith agus friotaíocht láidir creimeadh, agus tá go leor buntáistí aige a bhaineann le cóimhiotal tíotáiniam metastable gan chailliúint - cóimhiotal tíotáiniam. Is féidir leis na saintréithe réitigh soladach freastal ar riachtanais dearadh lamháltais damáiste agus éifeachtacht ard struchtúrach, ard-iontaofacht agus costas íseal. Is é an teocht oibre uasta 320 céim. Is iad príomhtháirgí an chóimhiotail seo barraí, gaibhneachta, plátaí tiubh agus próifílí. Trí chóireáil teasa réitigh agus aosaithe, is féidir dea-mheaitseáil neart, plaisteacht agus toughness briste a bhaint amach, agus tá sé oiriúnach chun páirteanna struchtúracha a mhonarú a bhfuil riachtanais ard acu maidir le neart agus toughness briste. Is féidir toughness den scoth agus ráta fáis crack íseal a fháil trí chóireáil teirmeachóip, atá oiriúnach do struchtúir a bhfuil riachtanais ard toughness briste.