航空および航空宇宙用途におけるチタン

20 世紀初頭の飛行機の発明は、人類の航空宇宙の新たな時代を切り開きました。 初期の航空機製造の材料は主に木材ですが、壊れやすく、壊れやすく、腐敗しやすい欠陥があります。第一次世界大戦と第二次世界大戦の航空機では、航空機に対する人々の性能要求はますます高くなっているため、可塑性は良好です、高強度、加工が容易、軽量のアルミニウム合金航空機が登場しましたが、アルミニウム合金航空機には、高温耐性、耐摩耗性という欠点が存在しません。 上記の問題を解決するために、科学者は航空機の骨格金属を製造するためのアルミニウム合金の代替品を探してきたため、航空機メーカーのビジョンにチタンが採用されました。 チタンの性質から分かるように、チタンは密度が小さいですが、高い熱強度と耐久強度を持ち、亀裂の拡大の作用下での振動負荷と衝撃負荷において感度が低く、また良好な耐食性も備えています。その合金の強度と鋼の強度は鋼の57％に匹敵するため、航空機の製造にはアルミニウム合金の代わりにチタン合金が使用される傾向にあり、現代の航空機製造では、航空機のエンジンに使用されることになります。現代の航空機製造では、航空機のエンジンとシェル構造には、アルミニウム合金に代わる高強度チタンやチタン合金 Q が一般的に使用されています。 現在、航空分野ではチタン合金ベースの航空機製造が圧倒的な優位性を占めており、特に米軍用航空機はほとんどがチタン合金製品です。 たとえば、極超音速偵察機 SR-71 では、航空機の総質量の 92% をチタン合金が占め、初めてベータチタン合金が使用されました。 別の例は、アメリカの第 4 世代戦闘機 F-22、スペースシャトルで、チタンの割合は 50-60 パーセントに達しています。 また、F-14、F-15、F-18 ホーネット、F-117 ナイトホーク、B-1 爆撃機、B-2 爆撃機も割合内にありますチタンの割合は24%、27%、13%、25%、22%、26%の順です。 超音速航空機の重量構成に使用されるチタンの量は 95% 以上になります。 チタン合金を使用しない超音速航空機の開発は、アルミニウム合金に比べて約5tの質量の軽量化が可能であり、同量の場合、チタン合金航空機の速度は大幅に向上するため、開発が困難であることがわかっています。乗客の数。 さらに、ロケットやその他の航空エンジンの開発においても、チタンの使用率はますます高くなっており、一般に総重量の18%から25%を占めており、調査によると、世界のチタン生産量の半分が航空用に使用されています。エンジン。