Да ли је титанијум супер легура?
увести
Савремени стандарди производње су веома захтевни. Од инжењера и дизајнера се стално тражи да испуне захтеве индустрије у погледу перформанси, дуговечности, одрживости и оптимизације трошкова. Индустријска производња је у стању сталног развоја. Нови принципи дизајна, методе производње и материјали су од суштинског значаја за иновацију.
Неке индустрије могу бити посебно захтевне, као што је ваздухопловна индустрија. Ваздушни производи су подложни екстремним условима током свог радног века. Традиционалне методе и материјали нису довољни да задовоље индустријске стандарде: зато инжењери ваздухопловства користе материјале као што су суперлегуре.
Шта су легуре високе температуре?
У суштини, суперлегуре су материјали са екстремном статистиком перформанси. Кључна својства суперлегура су висока издржљивост, изузетно висока механичка чврстоћа, термоеластичност и дуг животни век. Најважније својство суперлегура је њихова способност да раде на високим температурама топљења. Сва горе наведена својства чине суперлегуре виталним за ваздухопловну индустрију.
Првобитна идеја да се развију материјали погодни за рад у екстремним условима проистекла је из жеље да се дизајнирају авиони који би могли да нас одведу више и брже. Развој суперлегура уско је повезан са брзом експанзијом ваздухопловне индустрије након Другог светског рата.
Врсте високотемпературних легура
Постоји много врста високотемпературних легура које се користе у ваздухопловној индустрији. Једна од најчешће коришћених варијанти је суперлегура на бази титанијума. Чисти титанијум има релативно ниску густину, високу чврстоћу и високу отпорност на корозију. Поред тога, титан је једини елемент који гори са азотом. Титанијум је јак као челик, али тежи скоро упола мање. Сама ова својства га чине идеалним материјалом за ваздухопловну индустрију, где је однос тежине/снаге критичан. Титанијум је помешан са другим елементима у одређеним размерама како би се додатно побољшала његова већ одлична својства.
Једна од најчешће коришћених легура на бази титанијума је легура Ти-6Ал-4В. Поред титанијума, садржи и алуминијум и ванадијум и користи се првенствено у оквирима кокпита, кутијама крила и структурама причвршћивача у комерцијалним авионима. Легура показује добар баланс својстава као што су чврстоћа, дуктилност, жилавост лома, чврстоћа на високим температурама, својства пузања, заварљивост, обрадивост и обрадивост у врућој форми. Ти-6Ал-2Сн-4Зр-2Мо легура је легура отпорна на топлоту развијена у другој половини 1960-их. Његова температура отпорности на топлоту је око 450 степени. Ова легура се обично користи у дисковима компресора где је 500 степени горња граница температуре. Ти-5Ал-2Сн-2Зр-4Цр-4Мо легура, која се понекад назива и легура „Ти17“, је легура развијена у Сједињеним Државама у 1970-их који има високу чврстоћу и одличну отпорност на лом. Његова температура отпорности на топлоту је око 350 степени. У моторима комерцијалних авиона, вентилатор и осовина су направљени у једном комаду како би се смањила тежина мотора. Ти-10В-2Фе-3Ал легура има одличну каљивост, високу чврстоћу и чврстину на замор и углавном се користи за стајни трап.
Поред легура на бази титанијума, феролегуре су још једна класа легура које се обично користе у разним индустријама, укључујући ваздухопловство и војску. У суштини, феролегуре су легуре састављене првенствено од гвожђа. Неке од најчешће коришћених легура на бази гвожђа су нерђајући челик, ливено гвожђе и челик са високим садржајем угљеника. Гвоздене легуре генерално показују добар баланс својстава, укључујући отпорност на топлоту и корозију, издржљивост, чврстоћу и термоеластичност. Иако не показују екстремна својства суперлегура на бази титанијума или других легура на високим температурама, њихова лакоћа синтезе и исплативост чине их непроцењивим.
Друга важна класа легура за ваздухопловну и војну индустрију су легуре алуминијума. Однос тежине и чврстоће сировог алуминијума је већ сам по себи импресиван. Додатак легирајућих елемената као што су бакар, магнезијум, манган, силицијум, калај, никл и цинк побољшава ова својства, чинећи легуре алуминијума савршеним за војну и ваздухопловну примену. Серија 7ккк алуминијумских легура се најчешће користи у ваздухопловним апликацијама. Примарни легирајући елемент у серији 7ккк је цинк, што ову класу чини најјачим легурама алуминијума. Легуре серије 7ккк имају границу течења изнад 500 МПа. Најчешће легуре 7ккк су Ал-Зн-Мг-Цу и Ал-Ли-Цу-Мг.
