يُعرف سبائك التيتانيوم بـ"المعدن الفضائي"، ويلعب دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في هياكل الطائرات والمحركات ومكونات الصواريخ.
أجزاء هيكل الطائرة: تُستخدم سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في مكونات الهيكل العظمي للطائرات بسبب كثافتها المنخفضة، وقوتها النوعية العالية، ومقاومتها للتآكل ومقاومتها لدرجات الحرارة المرتفعة. وقد بلغ استخدام سبائك التيتانيوم في الطائرات الحديثة من 30% إلى 35% من الوزن الإجمالي للهيكل، وهي الآن مادة هيكلية لا غنى عنها. وتشمل التطبيقات المحددة مكونات علبة الهبوط، والأطر، والكمرات، وأغلفة جسم الطائرة، والدروع الحرارية، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، يبلغ محتوى التيتانيوم في الطائرة المقاتلة الأمريكية F-22 ما يصل إلى 41%، وتُصنع الكمرات الرئيسية الحاملة للهيكل وال(frames) بشكل مزورة متكاملة من سبائك التيتانيوم.
محرك الطائرات النفاثة: سبائك التيتانيوم عالية الحرارة هي واحدة من المواد الرئيسية لمحركات الطائرات النفاثة، وتُستخدم بشكل رئيسي في مكونات المحرك مثل أقراص الضواغط، والشفرات، والأغلفة، وأجزاء أخرى. تتطلب هذه الأجزاء قوة عالية واستقرارًا حراريًا جيدًا في ظل الظروف ذات درجات الحرارة العالية. على سبيل المثال، تم استخدام سبيكة IMI834 في المحرك الكبير ترينت 700 لطائرة بوينغ 777. بالإضافة إلى ذلك، فإن سبيكة Ti-60 هي سبيكة تيتانيوم عالية الحرارة تم تطويرها بشكل مستقل في الصين، وتمتاز باستقرار حراري ممتاز وأداء عالي في مقاومة الزحف عند درجات الحرارة المرتفعة.
سبيكة التيتانيوم المقاومة للحريق: من أجل حل مشكلة "الحريق التيتاني" التي قد تنشأ عن سبائك التيتانيوم في محركات الطيران، قامت عدة دول بتطوير سبائك تيتانيوم مقاومة للحريق. على سبيل المثال، سبيكة C (Ti-35V-15Cr) من الولايات المتحدة وسبيكة BTT-1 من روسيا، كلاهما يتمتع بخصائص جيدة مقاومة للحريق، وقد تم تطبيقهما في أغلفة الضواغط عالية الضغط وشفرات المحركات.
مثبتات الطيران: تُستخدم مثبتات سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في مجال الطيران نظرًا لفعاليتها الممتازة في تقليل الوزن، ومقاومتها الفائقة للتآكل، وخصائصها غير المغناطيسية. على سبيل المثال، يستخدم الطائرة الروسية إيل-96 عددًا كبيرًا من مثبتات سبائك التيتانيوم، مما يقلل بشكل كبير من وزن الطائرة.
مواد هياكل المركبات الفضائية: تُعد سبائك التيتانيوم مثالية لاستخدامها كمواد هيكلية في المركبات الفضائية بفضل خصائصها العالية من حيث القوة والكثافة المنخفضة. وبما أنها قادرة على تحمل ظروف درجات الحرارة القصوى والإجهادات الميكانيكية، فإن هذه المواد تُستخدم بشكل شائع في تصنيع حاويات الوقود الصلب ومكونات محركات الصواريخ ووحدات الهبوط القمرية ومحولات الربط والمثبتات، ما يؤدي إلى تقليل فعال للوزن الهيكلي والأضرار الناتجة عن التعب المعدني.
المكوك الفضائي: يُستخدم سبائك التيتانيوم في مقدمة أجنحة المكوك الفضائي وأجزاء أخرى بسبب مقاومته العالية للحرارة، حيث يمكنه تحمل درجات حرارة تصل إلى 500 ℃ أثناء الطيران. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم سبائك التيتانيوم في هيكل هيكل الدفع بالمكوك الفضائي لدعم المحرك.
الصواريخ ومركبات الإطلاق: في تصنيع الصواريخ ومركبات الإطلاق، تُستخدم سبائك التيتانيوم في صناعة الصفائح العرضية، والأغلفة، وخزانات الوقود، وأجزاء أخرى تحتاج إلى تحمل التأثيرات الحرارية الناتجة عن الطيران بسرعة عالية. علاوة على ذلك، في نظام محركات التوربين النفاث، تُستخدم كميات كبيرة من مواد سبائك التيتانيوم في غلاف الضاغط، وقرص الضاغط، وشفرات الضاغط، وغيرها من الأجزاء.
مواد البيئة منخفضة الحرارة للفضاء نظرًا لامتلاك سبيكة التيتانيوم TA7ELI خصائص خاصة: عند درجات الحرارة المنخفضة، تمتلك قوة أعلى ومرونة وصلابة أفضل، طوّرت الصين أسطوانة غاز من سبيكة التيتانيوم TA7ELI بسعة 20 لترًا تُستخدم في بيئات الهيدروجين السائل. وتُستخدم هذه الأسطوانة في سلسلة مركبات الإطلاق CZ-XX.
EN
