Je li titan superlegura?
predstaviti
Suvremeni standardi proizvodnje vrlo su zahtjevni. Od inženjera i dizajnera stalno se traži da zadovolje industrijske zahtjeve u pogledu performansi, dugovječnosti, održivosti i optimizacije troškova. Industrijska proizvodnja je u stalnom razvoju. Nova načela dizajna, metode proizvodnje i materijali ključni su za inovaciju.
Neke industrije mogu biti posebno zahtjevne, poput zrakoplovne industrije. Zrakoplovni proizvodi podložni su ekstremnim uvjetima tijekom svog radnog vijeka. Tradicionalne metode i materijali nisu dovoljni za ispunjavanje industrijskih standarda: zato zrakoplovni inženjeri koriste materijale kao što su superlegure.
Što su visokotemperaturne legure?
U biti, superlegure su materijali s ekstremnim statističkim karakteristikama. Ključna svojstva superlegura su visoka izdržljivost, izuzetno visoka mehanička čvrstoća, termoelastičnost i dug vijek trajanja. Najvažnije svojstvo superlegura je njihova sposobnost rada na visokim temperaturama taljenja. Sva gore navedena svojstva čine superlegure vitalnim za zrakoplovnu industriju.
Prvotna ideja za razvoj materijala pogodnih za rad u ekstremnim uvjetima proizašla je iz želje da se dizajniraju letjelice koje bi nas mogle odvesti više i brže. Razvoj superlegura usko je povezan s brzim širenjem zrakoplovne industrije nakon Drugog svjetskog rata.
Vrste visokotemperaturnih legura
Postoje mnoge vrste visokotemperaturnih legura koje se koriste u zrakoplovnoj industriji. Jedna od najčešće korištenih varijanti je superlegura na bazi titana. Čisti titan ima relativno nisku gustoću, visoku čvrstoću i visoku otpornost na koroziju. Osim toga, titan je jedini element koji gori s dušikom. Titan je čvrst kao čelik, ali teži gotovo upola manje. Sama ta svojstva čine ga idealnim materijalom za zrakoplovnu industriju, gdje je omjer težine i čvrstoće kritičan. Titan se miješa s drugim elementima u određenim omjerima kako bi se dodatno poboljšala njegova već izvrsna svojstva.
Jedna od najčešće korištenih legura na bazi titana je legura Ti-6Al-4V. Osim titana, također sadrži aluminij i vanadij i prvenstveno se koristi u okvirima kokpita, kutijama krila i strukturama pričvršćivača u komercijalnim zrakoplovima. Legura pokazuje dobru ravnotežu svojstava kao što su čvrstoća, duktilnost, žilavost loma, čvrstoća pri visokim temperaturama, svojstva puzanja, zavarljivost, obradivost i obradivost u vrućem stanju. Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo legura je legura otporna na toplinu razvijena u drugoj polovici 1960-ih. Njegova temperatura otpornosti na toplinu je oko 450 stupnjeva. Ova legura se obično koristi u diskovima kompresora gdje je 500 stupnjeva gornja granica temperature. Legura Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo, koja se ponekad naziva i legura "Ti17", je legura razvijena u Sjedinjenim Državama u 1970-ih koji ima visoku čvrstoću i izvrsnu otpornost na lom. Njegova temperatura otpornosti na toplinu je oko 350 stupnjeva. Kod komercijalnih zrakoplovnih motora ventilator i osovina izrađeni su u jednom komadu kako bi se smanjila težina motora. Legura Ti-10V-2Fe-3Al ima izvrsnu prokaljivost, visoku čvrstoću i otpornost na zamor, a uglavnom se koristi za stajni trap.
Osim legura na bazi titana, feroslitine su još jedna klasa legura koja se obično koristi u raznim industrijama, uključujući zrakoplovstvo i vojsku. U osnovi, ferolegure su legure sastavljene prvenstveno od željeza. Neke od najčešće korištenih legura na bazi željeza su nehrđajući čelik, lijevano željezo i čelik s visokim udjelom ugljika. Željezne legure općenito pokazuju dobru ravnotežu svojstava, uključujući otpornost na toplinu i koroziju, trajnost, čvrstoću i termoelastičnost. Iako ne pokazuju ekstremna svojstva superlegura na bazi titana ili drugih visokotemperaturnih legura, njihova jednostavnost sinteze i ekonomičnost čine ih neprocjenjivima.
Druga važna klasa legura za zrakoplovnu i vojnu industriju su aluminijske legure. Omjer težine i čvrstoće sirovog aluminija već je sam po sebi impresivan. Dodatak legirajućih elemenata kao što su bakar, magnezij, mangan, silicij, kositar, nikal i cink poboljšava ta svojstva, čineći aluminijske legure savršenim za vojne i svemirske primjene. Serija 7xxx aluminijskih legura najčešće se koristi u zrakoplovnim primjenama. Primarni legirajući element u seriji 7xxx je cink, što ovu klasu čini najjačom aluminijskom legurom. Legure serije 7xxx imaju granicu razvlačenja iznad 500 MPa. Najčešće legure 7xxx su Al-Zn-Mg-Cu i Al-Li-Cu-Mg.
