Ứng dụng vật liệu Titan trong máy bay chở khách cỡ lớn

Máy bay chở khách A3XX của Air Bus của Châu Âu, máy bay B77X của Boeing của Hoa Kỳ, C919 của COMAC và máy bay CR929 do liên doanh Trung-Nga sản xuất đều được làm bằng vật liệu titan. Kết cấu.

Quá trình phát triển máy bay chở khách cỡ lớn C919 hoàn toàn độc lập do Trung Quốc phát triển bắt đầu từ năm 2008. Ngày 2/11/2015, nguyên mẫu đầu tiên đã được đưa ra khỏi dây chuyền sản xuất và thử nghiệm tại Công ty TNHH Máy bay Thương mại Thượng Hải. Chuyến bay đầu tiên vào tháng 5/2017 được thực hiện được thực hiện vào tháng 11. Sau chuyến bay chuyển giao đầu tiên, chiếc máy bay cỡ lớn C919 thứ hai đã thực hiện chuyến bay đầu tiên tại sân bay Phố Đông Thượng Hải vào tháng 12, đánh dấu việc máy bay cỡ lớn nội địa bước vào giai đoạn mới của chuyến bay thử nghiệm toàn diện. Mặc dù vật liệu sử dụng trong nguyên mẫu đều là hàng ngoại nhưng chủ yếu phục vụ nhu cầu lấy chứng chỉ đủ điều kiện bay. Kể từ khi có chiếc máy bay thứ hai, lượng nguyên liệu trong nước ngày càng tăng theo từng đợt, từng năm.

Titan đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất máy bay dân dụng cỡ lớn. Một số bộ phận chính của thiết bị hạ cánh và bánh xe được rèn bằng hợp kim titan và một số bộ phận nhỏ được rèn bằng hợp kim nhôm. Trong máy bay cỡ lớn C919, khối lượng tịnh của các bộ phận bằng hợp kim titan chiếm khoảng 10% tổng khối lượng tịnh của máy bay. Trong số các máy bay dân dụng được sản xuất tại Trung Quốc, lượng titan là lớn nhất. Những bộ phận nào được làm bằng titan: mũi, sử dụngTi-6Al-4V ELI rèn titan; đối với hệ thống treo, các vật rèn, tấm hợp kim Ti{0}}Al{1}}V và hợp kim titan 55531 được sử dụng; Hợp kim rèn Ti-6Al-4V được sử dụng cho cánh đuôi; Vật rèn và tấm hợp kim Ti-6Al{6}}V; Ti-6Al-4V ELI rèn titan cho cánh giữa; Rèn hợp kim Ti{9}}Al{10}}V cho hệ thống càng đáp.

Ti-6Al-4V (TC4, GB/T3620) is a medium-strength (>Hợp kim loại 900MPa) + -, được phát triển bởi US Watertown (còn được dịch là Watertown) Arsenal vào năm 1954 và được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, đầu ra bán thành phẩm chiếm 55%-65% tổng sản lượng titan của thế giới, được sử dụng để sản xuất các tấm và vật rèn hàng không vũ trụ khác nhau. Vì hiệu suất toàn diện tuyệt vời, giá cả vừa phải và hình thành sớm nên nó được nghiên cứu nhiều nhất. Có chiều sâu, được sử dụng lâu nhất và lĩnh vực ứng dụng rộng rãi nhất nên hợp kim này vẫn duy trì được sức sống mãnh liệt kể từ khi ra đời cách đây 67 năm. Loại hợp kim này là TC4 ở Trung Quốc, Ti-6Al{10}}V từ Công ty Titanium của Mỹ (Timet), RMI 6Al4V từ American Active Metals Company, IMI318 từ British Titanium Metal, BT6 từ Nga và BT6 từ Sumitomo Metals từ Nhật Bản. ST-AI40, TA6V của Pháp, LT31 của Krupp của Đức. Hợp kim TC4 được sử dụng ở trạng thái ủ và có thể được tăng cường bằng cách xử lý nhiệt, nhưng khả năng hàn kém. "ELI" trong tiếng Ti{21}}Al-4V ELI có nghĩa là hợp kim titan xen kẽ cực thấp và + hợp kim titan phù hợp để sử dụng ở nhiệt độ thấp, đặc tính độ bền của chúng tăng khi nhiệt độ giảm, Độ dẻo dai giảm rất ít khi nhiệt độ và có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận kết cấu ở nhiệt độ thấp. Hàm lượng oxy của hợp kim titan nhiệt độ thấp rất thấp, từ oxy loại 0,2% thông thường đến Nhỏ hơn hoặc bằng 0,12% và có thể được sử dụng ở nhiệt độ cực thấp (<77K). Typical alloys are Ti-5Al-2.5Sn (ELI) and Ti- 6AI-4V (ELI). Ti-5Al-2.5Sn ELI is an American alloy, which was introduced in the early 1960s and was successfully copied in China in the late 1970s. The grade is TA7 (Chinese military standard GJ B495). Ti-5Al-2.5Sn ELI alloys are particularly suitable for liquid fuel storage tanks operating at -255°C. These two titanium alloys are available in sufficient supply from China Baotai Group.

Máy bay chở khách cỡ lớn A380 của Airbus châu Âu là máy bay dân dụng thân rộng lớn nhất thế giới và cũng tiêu thụ nhiều vật liệu titan nhất. Khối lượng tịnh của các bộ phận hợp kim titan chiếm khoảng 10% tổng khối lượng tịnh của toàn bộ máy bay và mức tiêu thụ vật liệu titan cho một chiếc máy bay là khoảng 65 tấn. . Các bộ phận được làm bằng hợp kim titan chủ yếu (xem Hình 2): vỏ, vỏ, cổng gắn của động cơ, cánh vòng nối, vách ngăn phía trước, trục và cánh giữa các cánh bên trong, mương ray có bản lề, 3 nẹp tăng cứng ở mép sau, các bộ phận trục và bản lề, một phần của giá treo động cơ, bộ phận đẩy, mép trước, giá đỡ phía trước, một phần của bộ phận hạ cánh và ray cánh (dải) có thể được hàn.