Titanlegierung wird als "Weltraummetall" bezeichnet und spielt eine unersetzliche Rolle bei Flugzeugrümpfen, Triebwerken und Raketenkomponenten.
Flugzeug-Strukturteile: Titanlegierungen werden aufgrund ihrer geringen Dichte, hohen spezifischen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit häufig in strukturellen Bauteilen von Flugzeugrümpfen eingesetzt. Der Anteil von Titanlegierungen in modernen Flugzeugen beträgt heute 30 % bis 35 % des gesamten Strukturgewichts und ist damit ein unverzichtbares Konstruktionsmaterial. Konkrete Anwendungen umfassen Landegestellbauteile, Rahmen, Träger, Rumpfhaut, Hitzeschilder und so weiter. Beispielsweise liegt der Titananteil des US-amerikanischen Kampfflugzeugs F-22 bei beeindruckenden 41 %, wobei die Haupttragträger und -rahmen des Rumpfes aus integral geschmiedeten Titanlegierungen bestehen.
Triebwerk: Hochtemperatur-Titanlegierungen sind eines der Schlüsselmaterialien für Flugzeugtriebwerke und werden hauptsächlich für Motorkomponenten wie Verdichterscheiben, Schaufeln, Gehäuse und andere Teile verwendet. Diese Bauteile erfordern hohe Festigkeit und gute thermische Stabilität unter Hochtemperaturbedingungen. Zum Beispiel wurde die IMI834-Legierung im Großtriebwerk Trent700 des Boeing 777 eingesetzt. Außerdem ist Ti-60 eine von China unabhängig entwickelte Hochtemperatur-Titanlegierung für Temperaturen bis 600 °C, die über ausgezeichnete thermische Stabilität und gutes Kriechverhalten bei hohen Temperaturen verfügt.
Flammgeschützte Titanlegierungen: Um das Problem des möglicherweise auftretenden „Titanfeuers“ in Flugzeugtriebwerken zu lösen, haben verschiedene Länder flammgeschützte Titanlegierungen entwickelt. Beispielsweise besitzen die Legierung C (Ti-35V-15Cr) aus den USA und die BTT-1-Legierung aus Russland gute flammgeschützte Eigenschaften und werden bereits in Hochdruckverdichtergehäusen und -schaufeln von Triebwerken eingesetzt.
Luftfahrtverbindungselemente: Titanlegierungs-Verbindungselemente werden aufgrund ihrer hervorragenden Gewichtsreduzierung, ihrer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit und ihrer nichtmagnetischen Eigenschaften weitgehend im Luftfahrtbereich eingesetzt. Beispielsweise verwendet das russische Flugzeug Il-96 eine große Anzahl von Verbindungselementen aus Titanlegierung, wodurch das Gewicht des Flugzeugs erheblich reduziert wird.
Raumfahrzeug-Strukturmaterialien: Titanlegierungen sind aufgrund ihrer hohen Festigkeit und geringen Dichte ideal als Strukturmaterialien für Raumfahrzeuge geeignet. Da sie extremen Temperaturbedingungen und mechanischen Belastungen standhalten können, werden diese Materialien häufig bei der Herstellung von Feststoffbehältern, Raketentriebwerkskomponenten, Mondlandemodulen, Andockadaptern und Verbindungselementen eingesetzt und tragen effektiv zur Reduzierung von strukturellem Gewicht und Ermüdungsschäden bei.
Space Shuttle: Bei dem Raumshuttle wird Titanlegierung aufgrund ihrer Hochtemperaturbeständigkeit im vorderen Bereich der Flügel und in anderen Teilen verwendet, da sie Temperaturen von bis zu 500 ℃ während des Flugs standhalten kann. Außerdem werden Titanlegierungen im Schubstrukturrahmen des Raumshuttles eingesetzt, um den Motor zu unterstützen.
Raketen und Trägerraketen: Bei der Herstellung von Raketen und Trägerraketen werden Titanlegierungen zur Fertigung von Spanten, Blechen, Treibstofftanks und anderen Teilen verwendet, die den durch Hochgeschwindigkeitsflug verursachten hohen Temperaturen standhalten müssen. Darüber hinaus werden im Turbojet-Triebwerkssystem Gehäuse des Verdichters, Verdichterscheiben, Verdichterflügelblätter und andere Teile aus zahlreichen Titanlegierungswerkstoffen hergestellt.
Werkstoffe für tieftemperierte Umgebungen in Raumfahrzeugen: Aufgrund der besonderen Eigenschaften der Titanlegierung TA7ELI weist diese bei tiefen Temperaturen eine höhere Festigkeit, bessere Plastizität und Zähigkeit auf. China hat eine für den Einsatz bei tiefen Temperaturen geeignete 20L-TA7ELI-Titanlegierungs-Gasflasche für die Verwendung in flüssigem Wasserstoff entwickelt. Sie wird in der Trägerraketenreihe CZ-XX eingesetzt.
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